烷烃中少量芳烃的模拟移动床吸附及模拟

在实验研究烷烃中少量芳烃的模拟移动床吸附动态过程及其条件的基础上 ,用模拟移动床吸附模型进行了模型化拟合计算 ,传质采用线性推动力模型 ,得出轴向扩散系数和总传质系数。结果表明 :模拟移动床吸附动态模型的计算值与实验值相符 ;用吸附动态模型计算得出的轴向扩散系数与由关联式计算出的值相一致 ,且与流速成正比 ;总传质系数随着进料流量的增加而增大 ;区域 和区域 中 ,总传质系数随着温度和质量分数的升高而逐渐增大。区域 和区域 中 ,总传质系数随着温度的升高和质量分数的降低而逐渐减小。在低流量下 ,区域 和区域 中的总传质系数远比区域 和区域 中的总传质系数小。以上实验与计算结果为在直链烷基苯的生产过程中 ,降低循环烷烃中芳构化物的含量 ,实现延长脱氢催化剂的寿命提供了技术基础。     

吸附剂孔内扩散对模拟移动床分离过程的影响

为考察孔内扩散对模拟移动床分离过程的作用,采用综合速率模型对其进行研究,其中流动相模型为轴向扩散活塞流,颗粒相为Fiek定律描述的扩散方程,液相和固相之间的吸附平衡采用改进的Langmuir吸附等温线．对流动相和颗粒相分别采用有限元Galerkin法和正交配置法,沿空间方向离散化后的常微分方程组运用MATI。AB的ODE求解器求解．在验证了模型和离散方法对模拟移动床吸附分离过程计算的可靠性的基础上,模拟了EMD53986对映体的模拟移动床分离过程,跟文献中使用忽略孔内传质过程的模型得到的计算值相比,模拟值与实验值吻合得更好,表明孔内扩散传质过程对模拟移动床模拟计算的重要性．     

脱除烷烃中少量芳烃的模拟移动床吸附过程研究

研究了烷烃中少量芳烃的模拟移动床吸附动态过程,并在此基础上,用模拟移动床稳态和暂态吸附模型进行了拟合计算,传质采用线性推动力模型。结果表明:在文中的实验条件下,模拟移动床吸附分离过程可以达到将烷烃中的少量芳烃分离的目的。无论是稳态模型还是暂态模型的模拟计算结果都与实验值相符,且2个模型分别得到的轴向扩散系数和总传质系数相接近。在文中的实验条件下,总传质系数随切换时间的延长而减小。以上实验与计算结果为在直链烷基苯的生产过程中,降低循环烷烃中芳构化物的质量分数,实现延长脱氢催化剂的寿命提供了技术基础。     

色谱法测定葡萄糖果糖在制备柱上的传质和扩散系数

色谱模型对研究色谱分离过程中的传质动力学具有重要的意义。根据物料守恒原理,结合传质扩散模型推导色谱分离连续方程。假设吸附过程相平衡是线性,连续性方程推导出理论板数与流速和色谱模型参数有关。在多组不同流速条件下测定色谱柱参数,计算得到两组分的传质系数和扩散系数。分别用测定模型参数模拟脉冲实验,结果表明拟合较好。     

SO_2在活性焦固定床上的吸附性能

在120℃恒温条件下,在活性焦固定床上测定SO2的吸附等温线和动态吸附穿透曲线。采用Langmuir吸附方程拟合,得出饱和吸附量qm=0.072 g/g和Langmuir常数K=0.629 m3/g。根据穿透曲线的形状分析传质机制,建立了吸附过程的数学模型,并用COMSOL Multiphysics软件进行数值求解。模拟结果与试验值吻合良好,表明所建立的模型可用于预测其他条件下的穿透曲线。     

乙醇发酵过程模型及模拟优化研究进展

综述了乙醇发酵模型及模拟方面的研究,总结了各种模型的特点以及模拟的难点.Monod方程能较好地描述乙醇发酵的各种竞争性抑制作用,模拟的难点在于模型的优化求解;反应器中的乙醇发酵模型包括传质模型,模拟的难点在于采用总传质系数简化求解过程,并涉及非稳态平衡计算;纤维素发酵是大量制取廉价乙醇的方向,发酵模型中需综合考虑酶解、发酵及抑制作用等,模拟计算过程复杂.结果说明,对发酵过程进行模拟优化,是降低乙醇生产成本、促进乙醇大规模工业化生产的有效途径.提出乙醇发酵模型模拟方面的发展方向为:解决纤维素发酵的关键问题,并形成应用软件,有利于后续工业化中的优化控制等过程.     

超临界反溶剂过程传质数学模型

建立了有机溶剂(甲苯)液滴与超临界反溶剂(超临界CO2)之间的传质模型,用于模拟超临界反溶剂制备微纳米粉体材料的传质过程。该模型考虑了双向传质过程,既有反溶剂向溶液的扩散过程,又有溶液中的溶剂向反溶剂的“汽化”过程。液滴的传质行为是影响颗粒形态和尺寸分布的关键因素。假定传质是在一个孤立的微小液滴与包围着它的反溶剂连续相间进行的,利用描述液滴内和液滴外某一点行为的连续方程、扩散方程、能量方程和动量方程,及界面上的守恒条件进行耦合,从而建立传质过程的数学模型,并给出求解方程和求解的边界条件和初始条件,进行数值求解。     

AB-8大孔树脂对葡萄籽原花青素的吸附过程

研究葡萄籽原花青素粗提液在AB-8大孔树脂上的吸附过程,建立了AB-8大孔树脂吸附原花青素的相平衡方程和动态吸附模型,计算了不同流速、不同进料浓度下的总传质系数、传质区长度及穿透时间。实验结果表明,原花青素静态吸附符合Langmuir吸附等温方程式;AB-8树脂对原花青素的动态吸附属于外扩散控制过程;穿透时间计算值与实验值一致。建立的数学模型可用于指导实际生产操作,为吸附柱的设计提供参考。     

制备型电动亲和色谱吸附过程传质动力学

建立了描述电动亲和色谱分离过程吸附操作的传质方程 ,研究了人血清白蛋白 (HSA)和BlueSepharoseFastFlow (Blue)体系中Blue介质的电渗特性及其影响因素 ;测定了Blue对HSA的吸附等温线以及在不同交变电场下的动态吸附曲线 ;由模型计算得到了吸附操作的传质系数及其与电场强度和交变频率的关系 ,实验结果和计算结果均表明 ,施加交变电场有助于提高传质系数 ,从而强化吸附过程的传质 .实验结果揭示了电渗流在强化色谱介质颗粒内传质的重要作用及其在发展大规模电动色谱技术中的良好应用前景     

奥美拉唑对映体的模拟移动床色谱分离过程模拟

模拟移动床色谱已成为一种重要的手性药物制备技术,其技术关键在于最佳运行点的确定。由于其过程复杂,用数学模型来确定最佳运行点,求解难度大,计算时间长。今以考虑传质阻力与轴向弥散的模拟移动床模型为基础,采用线上求解法,将模型方程沿空间方向离散,得到一组常微分方程,然后运用MATLAB提供的常微分求解器求解这一偏微分方程组,模拟了奥美拉唑对映体的模拟移动床色谱分离过程。研究结果表明,线上求解法结合MATLAB常微分求解器可快速、准确地求解模拟移动床模型,用于模拟移动床色谱分离过程的实时控制与优化。     

基于OpenFOAM的精馏塔内气液两相流传热传质模拟

对于精馏塔内的多相传质过程,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)不仅可用于模拟流动现象,而且可以用于研究传热传质过程及其与流动的相互作用规律。基于之前精馏塔板气液流动模拟的研究工作,本研究应用OpenFOAM平台的多相流求解器,考虑了能量方程与组分输运方程,构建了精馏体系的传热传质模型,分别对环己烷-正庚烷理想体系与乙醇-水非理想体系进行了模拟,并分析了塔板上气液两相流动、组分浓度及温度等参数的分布规律。对于理想体系,理想溶液传质模型能够较准确地预测多层塔板上的温度及浓度场;对于非理想体系,需要在理想溶液传质模型的基础上引入活度系数模型,为此对比了UNIQUAC与NRTL两种活度系数模型的效果。在当前模拟框架下,引入活度系数模型有助于提升非理想体系温度场与浓度场的模拟精度,两种活度系数模型预测的整体趋势与文献结果基本一致,但在数值上UNIQUAC模型与文献结果吻合更好。此外,气液两相流场与浓度场分布的对比分析表明,液相的循环流动能够提升塔板的局部传质效率,导致液相入口与塔板堰处的效率高于塔板中心,但是循环区域内气液两相无法及时更新,将导致塔...     

传质与反应耦合的乙烯氧化反应器模型与分析

以乙烯氧化生产乙醛的外循环鼓泡塔反应器为对象,建立了传质和反应耦合的数学模型,该模型为刚性常微分方程组,采用Gear算法求解。通过用散热率参数对初始模型进行修正,使模型计算值与工业生产数据基本一致,尤其是汽相中水的流率计算更加准确。对影响反应器操作因素的模拟分析表明,pH值、钯浓度、液体循环量、系统压力的增加均能提高乙烯转化率,而总铜浓度的增加则降低乙烯转化率。所建立的模型和模拟方法及计算结果对于乙醛工业生产过程的扩能改造具有指导作用。     

快速变压吸附制氧动态传质系数模拟分析

研究快速变压吸附制氧过程中的传质过程,结合实验数据对全局动态传质系数与常数传质系数进行对比模拟分析,并考察各传质阻力对传质效果的影响。结果表明：基于轴向、膜扩散和孔扩散估算的动态传质系数是有效的。膜阻力是主要阻力,其次是轴向扩散阻力,大孔扩散阻力较小,微孔扩散阻力可忽略。在快速变压吸附中,由于气速和温度变化较快,传质系数也会有较大变化,总体趋势是传质系数随着温度和气速的升高而升高。采用恒定传质系数无法准确描述吸附塔内各个时间点、空间点上的传质行为,根据各节点状态计算出的动态估算传质系数能够与吸附塔内的行为有较好的吻合度,模型具有较高的可信性。     

快速变压吸附制氧动态传质系数模拟分析

研究快速变压吸附制氧过程中的传质过程,结合实验数据对全局动态传质系数与常数传质系数进行对比模拟分析,并考察各传质阻力对传质效果的影响。结果表明:基于轴向、膜扩散和孔扩散估算的动态传质系数是有效的。膜阻力是主要阻力,其次是轴向扩散阻力,大孔扩散阻力较小,微孔扩散阻力可忽略。在快速变压吸附中,由于气速和温度变化较快,传质系数也会有较大变化,总体趋势是传质系数随着温度和气速的升高而升高。采用恒定传质系数无法准确描述吸附塔内各个时间点、空间点上的传质行为,根据各节点状态计算出的动态估算传质系数能够与吸附塔内的行为有较好的吻合度,模型具有较高的可信性。     

工业结晶过程的多相流与粒数衡算的CFD耦合求解

考虑不同尺寸的晶体为不同的分散相,通过有限体积法差分不同尺寸组的晶体求解粒数衡算方程,建立了质量衡算与粒数衡算之间的联系,在考虑晶体成核和生长的条件下,建立了稳态结晶过程的粒数衡算方程与多相流方程的耦合求解方法,得到了工业结晶过程的计算流体力学模拟模型。使用商业软件ANSYS CFD,采用该模型对DTB 型工业结晶器中氯化钾-水体系的结晶过程进行了模拟,最终获得不同尺寸晶体的流场和固体含量的分布信息,从而实现结晶过程的仿真模拟。对部分模拟结果与实验值进行了比较,结果表明模拟结果与实验结果吻合较好。     

变压吸附两相流FLUENT模型的建立

利用FLUENT中气-固多孔介质模型可模拟多孔介质内气体的流动规律.针对FLUENT自带的单相多孔介质模型不能表现变压吸附气体与固体吸附颗粒之间的传质、传热问题,采用FLUENT用户自定义函数编程,反映吸附分离传质、传热和动量传递,将多孔介质单相模型耦合为更准确的气固两相流模型,并加以验证.结果表明,出口氧气平均摩尔浓度误差在2％左右,模拟与实验结果吻合较好.     

规整填料塔多元蒸馏过程混合型模型的模拟

填料塔精馏过程的模拟设计大多采用平衡级模型,但由于单一板效率值的难以确定,很多场合模拟很不成功;而新提出的非平衡级模型认为塔内传质传热均处于非平衡状态,由于方程数和经验性参数多,模型求解非常困难。文章针对规整填料的特点,建立了规整填料塔蒸馏过程的一种混合型模型,模型的主要特征是认为气液二相传质处于不平衡状态,而传热处于平衡状态。模型建立在实际填料基础上,既舍去传统的平衡级模型不确定性,又省略了非平衡级模型中复杂的经验性传热系数和液相传质系数的计算。模型计算值和实验值符合较好,也证实混合型模型既反映实际,又使模型求解变得相对容易。     

化工计算传质学的一个改进模型

计算传质学模型由浓度输运方程及其封闭方程和相应的计算流体力学模型组成。使用这一模型可同时计算出湍流传质扩散系数、三维浓度场和速度场分布。但刘伯潭提出的传质封闭方程c2-cε模式,形式复杂而且其模型常数均直接借鉴于传热研究;此外,由于计算流体力学模型对最终浓度场的预测结果有着重要的影响,所以有对其进一步改进的必要。文中对传质封闭方程进行了简化并重新确定了模型常数,而且对计算流体力学模型进行了改进使其预测结果与文献中的实验值符合得更好。通过与文献中的湍流传质扩散系数及浓度值的比较,证明了这一简化的可行性。     

塔板上流型变化对板效率影响的计算传质学

利用能够描述塔板上气液两相错流过程的流体力学模型,建立了同时模拟气液两相流动与传质过程的数学模型;通过对气液两相传质方程和流体力学模型方程的联立求解,计算得到了塔板上液相速度分布和气液两相浓度分布的数值解,考察了气相完全混合和气相部分混合两种条件下塔板上的气液两相浓度分布,同时考察了气相完全混合时流型变化对塔板效率的影响.     

模拟移动床离子交换树脂矿浆吸附过程的传质模型

首次将模拟移动床用于离子交换树脂矿浆过程,使吸附、淋洗、再生等步骤在同一设备中进行,简化了工艺流程和操作.应用总传质系数的概念,推导出吸附段各级搅拌吸附槽中浆相的离子浓度分布曲线,单级和4级连续吸附的实验结果与计算结果吻合得很好.经过分析计算,得到了不同操作条件下的总传质系数.进料流量和离子浓度对单级和4级连续吸附操作的浓度分布曲线均有不同程度的影响.