好氧发酵过程微界面传质耦合模拟分析

微生物好氧发酵过程是一个多相生化反应体系，空气中的氧在气液两相间的传质速率对生化发酵过程有重要影响。而气泡中氧的传递特性是气泡的形态、运动及体系温度、压力和物性综合影响的结果。通过建立两组分空气气泡上升及其氧传质耦合模型，进而采用数值模拟描述好氧发酵体系中微界面体系的强化效果。利用能量耗散理论评价制造微气泡体系的能耗，以获得高性价比的气泡形态和较高的氧利用率。计算结果表明，在预设的工况下，液面高度一定的反应器内，初始半径大于500 μm的气泡会在短时间内逸出体系，造成物料浪费；而气泡初始半径小于100 μm时，其停留时间、传质效率和氧利用率会显著提升。小气泡的生成需要较大的能耗，需要综合生产成本考虑。在不考虑其他因素影响的情况下，体系中的DO值如果维持在20%~30%，可以获得最大的氧气传质速率。     

填料塔中碱性水溶液对空气中微量CO2的净化

在填料吸收塔中研究了NaOH水溶液(0.30～0.97 kmol·m^-3)以及有机胺水溶液(MEA：0.10～0.50 kmol·m^-3；DEA：0.10～0.50 kmol·m^-3)吸收空气中微量CO₂的过程，并建立了该过程的数学模型，用NaOH水溶液吸收空气中微量CO₂的实验结果估算了填料的有效相界面积a_v，并根据有效相界面积以及有机胺水溶液吸收CO₂的实验结果预测了MEA、DEA水溶液吸收空气中微量CO₂的总反应速率常数(k_ov)_exp.由实验结果计算得到的总反应速率常数与数学模型能很好地吻合.     

规整填料塔精馏的Marangoni效应

选用 6种代表性物系对陶瓷板波纹和不锈钢丝网规整填料进行全回流精馏实验 ,考察Marangoni效应对规整填料液体流动分布及传质的影响 .结果表明 :对纯有机体系 ,Marangoni效应影响较小 ;而对有机物的水溶液 ,Marangoni效应严重影响着填料的润湿和传质效率     

碳分子筛填充硅橡胶膜用于渗透蒸发分离稀醋酸-水溶液

From the reference[1] it is known that the addition of silicalite-1 in silicone rubber membranes results in an increase of both flux and selectivity for alcohol in the separation of alcohol/water by pervaporation.In order to enhance performance of pervaporation toward the aqueous solution of acetic acid,incorporation of carbon molecular sieve(CMS)into a PDMS membrane was investigated. CMS is widely used in adsorption processes because of its high selectivity toward certain compounds[2]. It was assumed that the flux and selectivity of pure PDMS membrane could be enhanced owing to the preferential adsorption of CMS to organics.CMS content in the membrane and several important pervaporation operation parameters, including feed concentration of acetic acid, and feed temperature, were investigated.     

南京大学多种分离专利技术得到应用

南京大学在塔器分离技术方面紧跟国际前沿步伐,开展从新型规整填料,高效塔板到节能优化等多方面的理论研究与开发应用工作,并获得１１项国家专利,为我国的塔分离技术赶超国际先进水平作出了一份贡献。这１１项专利技术是:（１）无壁流规整填料———ＳＩＮＯＰＡＫ;（２）固定床颗粒规整结构支撑架;（３）９５型大通量塔板;（４）混合箱塔板;（５）液体线分布器———ＬＩＱＤＩＳＴ-Ⅰ型;（６）槽盒式液体分布与再分布器———ＬＩＱＤＩＳＴ-Ⅱ型;（７）液体面分布器———ＬＩＱＤＩＳＴ-Ⅲ;（８）气体分布器与气液分离器;（９）组合式气…     

硅基离子液体微颗粒强化气体捕集与转化的研究进展

解决工业过程污染气体的过量排放问题,具有重要的科学和环境意义。离子液体(ILs)作为室温呈液态的绿色溶剂,在气体捕集转化方面具有独特的优势,但天然的高黏度特性严重阻碍了其工业应用。本团队基于多年研究发现,不执拗于大幅降低离子液体的黏度,而顺其自然,通过“微颗粒化”技术,实现离子液体于准静止状态的高效利用,是离子液体适应工业化的有效路径之一。鉴于此,综述了以二氧化硅(SiO₂)为介质的离子液体微颗粒,及其衍生的离子液体纳-微界面反应单元在气体捕集(VOCs和CO₂)和CO₂转化方面的应用研究进展,探讨了微颗粒化离子液体体系较传统体系的特性优势,并分析了离子液体“微颗粒化”的应用前景及工业可行性。     

Cs~+取代的Keggin型杂多酸上丙烷选择氧化制丙烯酸的研究

以沉淀法制备了不同数目Cs+取代的杂多酸HxCs3-xPMo12O40(x=0-3),以及部分Cs+取代的十二磷钨酸Cs2 5H0 5PW12O40,考察了铯离子取代数以及杂多酸不同结构原子对丙烷选择催化性能的影响。对磷钼系列杂多酸,当Cs+取代数为2 5时,样品具有最高的催化活性,而对磷钨杂多酸,Cs+取代对目标反应产物不显活性。最佳平衡离子取代还可显著改变催化剂的比表面积与结构稳定性,也改变了性能 反应温度的相互关系,从而对催化性能产生直接影响。如何抑制丙烯、丙烯酸(包括丙烯醛)的深度氧化是提高丙烯酸选择性及收率的关键。     

丙烷选择氧化制丙烯酸现状与展望

综述了近年来由丙烷选择氧化制丙烯酸的研究进展、本领域面临的挑战和研究前景。重点介绍了3种催化剂体系:钒磷氧催化剂(VPOs)、杂多酸及其盐(HPCs)和复合金属氧化物(MMOs)。对各种催化剂体系的结构性能以及相关的研究进展进行了总结。     

多相反应体系的微界面强化简述

加氢、氧化等气液慢反应过程广泛存在于现代过程工业之中,这些反应过程一般受传质速率控制。因此,对这类多相反应体系的传质强化一直是研究热点之一。但总体而言,除外场和微通道(微流控)强化等一类强化反应器外,以往的研究大多集中于界面尺度为毫-厘米级的传统反应器的搅拌与混合方式、气泡分布状态、流体流型、构效关系等方面,而鲜有将研究视角投放到传统以米为直径计量单位的反应器平台上如何构建尺度为微米级的界面体系及其特殊效应方面。探讨了多相反应体系的微界面反应强化理念,并简述了微界面的涵义、微界面反应强化与构效调控方法、微界面反应器的结构与形成原理、微界面体系的微颗粒测试与相界面表征技术、微界面反应强化面临的问题与挑战等,以与本领域同行共同研讨。     

浮阀塔板气液相界面积

研究了浮阀塔板上的气液接触状况以及相界面积。同时根据湍流液体中气泡变形与破碎的机理，建立了计算浮阀塔板相界面积的理论模型。该模型可用于比较不同浮阀结构对相界面积的影响。在理论研究的基础上，设计了一种新型浮阀——导向菱形浮阀。通过实验证明该浮阀塔板的相界面积得到显著提高。