电场强化铜矿排土场氧气传质

在排土场微生物浸出过程中,通过电场作用下的气泡受力分析和强化传质实验,首次提出了利用电场强化氧气向溶浸液中传质过程的方法,结果表明：电场能够强化氧气向溶浸液中的传质过程,而且效果和电场的强弱以及浸矿溶浸液的性质有关;实验中所加电场强度和溶浸液浓度越高,电场强化传质的效果越明显。传质速率的大小和传质系数、气泡大小、气泡在水中的运动、气液比以及气相氧气的质量浓度等因素有关。在强度为80 V·mm^-1的电场作用下,和没有电场的情况相比,总传质系数提高28. 2%。     

静态螺旋切割强化臭氧液相传质研究

为解决臭氧在水中的溶解度低、应用受到限制的问题,开发了一种新型的变螺距的静态螺旋切割器,考察了臭氧气体流量、液体流量以及变螺距系数对强化传质效果的影响,并与常规曝气、循环气液喷射混合接触方式下的传质进行了对比。结果表明,在相同的时间内,液相O_3含量随着气液流量的增加而增加,变螺距系数m对于强化效果也有一定影响,采用螺距均匀变化的腔芯结构有助于臭氧在水中的溶解。采用新型螺旋切割器通气10 min后液相O_3的质量浓度可达16.2 mg/L,传质系数高达0.400 min~(-1),是相同条件下常规曝气和循环气液喷射混合方式的9.5和7.0倍。采用变螺距螺旋切割装置强化臭氧在水中的传质,能够显著提高传质速率和传质效率。     

化学工程2004年(第32卷)第1—6期(总第191—196期)总目次

蒸馏、吸收、萃取、干燥、吸附等过程及设备　　　　　　　　　　　　　　　　　　期　页新型立体传质塔板罩内压力分布和气液　提升机理的研究 11蒽醌法过氧化氢合成中喷射萃取过程研　究 16电场强化臭氧向水中传质的试验研究 15 2碳三催化精馏加氢模拟计算 15 6三烷基氧膦与二 (2 乙基己基 )磷酸协　萃对氨基苯酚的研究和应用 2 1盐效分离作用理论预测 2 6吸附法脱除天然气中少量丙烷和丁烷的　研究 2 10表面张力对传质过程的影响 2 14垂直管外降膜的切向旋转沟槽型液体分　布器特性研究 2 2 9CO2 跨临界循环特性对热泵干燥系统的　影响…     

UV强化微气泡臭氧化处理酸性大红3R废水研究

将微气泡臭氧化技术与UV照射相结合强化处理酸性大红3R废水,分析了UV强化微气泡臭氧化过程中的臭氧气液传质、酸性大红3R废水脱色和TOC去除效果。结果表明,UV强化微气泡的臭氧传质系数和分解系数分别为单独微气泡臭氧时的1.6、1.2倍。UV强化微气泡臭氧处理酸性大红3R废水的脱色速率常数为0.185 min~(-1),为单独微气泡臭氧处理的1.2倍。TOC去除反应速率常数为0.0255 min~(-1),为单独微气泡臭氧的1.6倍;TOC去除臭氧反应效率为0.1868 mg/mg,为单独微气泡臭氧的1.3倍。     

旋转微气泡反应器强化臭氧降解水中对硝基苯酚

臭氧氧化技术在水处理系统中具有良好的应用前景,但实际应用中受到臭氧传质及氧化选择性的限制。故本研究以对硝基苯酚废水为研究对象,采用一种新型旋转微气泡反应器,通过多孔陶瓷填料的旋转将臭氧气泡尺寸破碎至微米级别,实现对废水降解过程的强化,同时本研究还进一步考察了操作条件对臭氧传质过程和臭氧分解产生羟基自由基过程的影响规律。实验结果表明,提高反应器转速和气体流量可以加快臭氧传质和羟基自由基产率,同时提高溶液pH也可以提高羟基自由基产率进而提高对硝基苯酚的去除率。与其他操作变量相比,反应器转速的影响最为明显,说明改善臭氧气泡流体力学行为能有效地提高对硝基苯酚的去除效果,体现反应器强化臭氧体系的可行性。此外,二甲亚砜的加入抑制了对硝基苯酚的去除,说明臭氧的间接氧化方式是降解对硝基苯酚的一种重要途径。本研究结果为旋转微气泡反应器在臭氧氧化降解过程中开发及应用提供合理指导。     

物理场强化气液传质的研究进展

分别简述了磁场、电场、电磁场、超声场和超重力场5种物理场的作用机理,综述了这些物理场在强化蒸发、精馏和气体吸收等气液传质过程中的研究进展,同时概述了物理场强化气液传质的热力学研究进展。分析表明,物理场强化气液传质在化工、环保和节能减排等领域具有广泛的应用前景,但目前的研究大多还处于实验阶段,其机理和各种因素对强化效果影响的研究还不够深入和完善。指出今后研究热点主要包括：继续探索物理场强化传质的作用机理,拓展其应用领域,并对过程中的瓶颈问题进行技术攻关;通过实验和热力学研究两种方法对不同种类物理场强化传质效果进行比较,以确定各种物理场的适用体系。     

臭氧相关水处理工艺及其传质特征研究进展

通过对臭氧的性质和不同的反应机理介绍,回顾了臭氧在水处理中的应用发展概况,并介绍了臭氧在实际处理应用中的设备的3个关键部分,包括臭氧发生器、臭氧接触反应系统和臭氧破坏装置。在工艺设计、活化及催化方法开发的基础上,臭氧在水中传质过程的优化也是技术创新的重要环节,所以本文阐述了臭氧的传质速率影响因素,而臭氧接触器是改善传质的具体工程手段。基于人们对臭氧传质过程的理解,逐渐对臭氧接触器进行了设计和改进,本文对几种典型类型的接触器的发展历程和研究现状进行了介绍,并且对其各自的传质特征研究进行对比与总结,结果得出大流量工况下静态混合器的体积传质系数K_La高达2s^-1,而小流量工况下射流式接触器和微气泡反应器的K_La可分别达到216.15s^-1和4000s^-1,并且发现臭氧反应中仍有某些问题需要进一步研究,如气泡直径等参数可以多加注意和臭氧体系中的界面反应的进一步研究。     

强化臭氧传质的研究进展

臭氧高级氧化法具有高效、无二次污染等优势,广泛用于各类废水处理,而臭氧在气液界面传质效率低增加了运行成本.依据臭氧传质理论,从改进气液两相接触器结构、加入促传剂、外场强化等方面综述了臭氧传质的研究现状及强化机理,并展望了强化臭氧传质的发展方向.     

电磁场作用下的强化传质研究进展

总结了电场、磁场和电磁场作用下强化传质的一些实验与理论工作,分析了3种强化传质方式在传质对象和传质机理方面的一些不同.进行比较后显示,电磁场强化传质的应用更加广泛,其强化传质机理可解释为:电磁场与物质的相互作用改变了物质的活性,降低了传质过程的活化能,从而使扩散得到增强.最后介绍了微波非热效应的一些实验与理论研究进展.研究表明,一些化学反应、陶瓷烧结和萃取等过程的传质得到强化确实是由于微波非热效应的作用.     

臭氧法处理工业循环水的实验研究

利用动态模拟工业循环冷却水装置进行臭氧法处理实验，结果表明，填料塔能有效地强化臭氧化处理的吸收传质过程，臭氧化处理应用于传质及化学反应控制阶段，以提高臭氧利用率。     

电泳膜接触器研究进展

电泳膜接触器（EMC）是在传统电渗析器中引入多孔膜,或用多孔膜代替部分离子交换膜的一种新型膜分离技术,其中多孔膜作为两液流的接触界面,提供传质的场所,垂直于液流方向的电场是唯一的驱动力。本文介绍了EMC的工作原理,并简要概述了EMC的膜堆构型及运行模式。详细分析了进料液pH值、电场强度等操作参数、多孔膜的材质和截留相对分子质量等对EMC过程传质的影响,且对EMC运行过程中多孔膜的污染状况进行了探讨,并展望了EMC在生物大分子分离和纯化中的应用潜力。EMC中多孔膜的引入,使得EMC可以用于相对分子质量大于500 Da的生物分子的分离与纯化,进一步拓宽了电渗析的应用领域,而外加电场的作用能够有效减轻多孔膜的污染,因此,EMC在生物分子的分离与纯化方面具有广阔的应用前景。     

开式涡轮转盘塔用于液液固体系的性能研究

由转盘塔改型的开式涡轮转盘塔是一种新型的搅拌萃取塔,它适用于固含量较高的体系.其特点是每个转盘下方有3条叶片.选用水-煤油-石英砂体系,以丁酸为溶质,在内径52mm的塔中作流体力学和传质实验.结果表明,传质方向对液体分散相滞留率、固相滞留率和体积传质系数都有一定影响.固体颗粒的存在可降低扩散单元高度,但对传质并不总是有利.     

应用多孔转盘的转盘塔进行液膜分离的初步研究

采用带多孔转盘的转盘塔作为液膜分离的连续操作装置,进行了流体力学和传质特性的初步研究.实验表明:开有小孔的转盘塔板具有良好的液液分散性能和传质性能,适用于液膜分离的连续操作.     

新型转盘萃取塔研究开发与工业应用

采用激光多普勒测速仪(LDV)和计算流体力学(CFD)软件,对转盘萃取塔(RDC)内的单相流流场进行了测量和模拟。发现塔内存在沟流和级间的旋涡流动,级间返混严重,为此发明了一种装有级间转动挡板的新型转盘萃取塔(NRDC)。NRDC与传统的RDC的区别在于安装了设计独特的转动挡板。这些转动挡板安装在2个转盘之间,固定在转动轴上,并与固定环处于同一水平面。LDV测量和CFD模拟结果发现,NRDC可有效抑制沟流和级间旋涡流动。传质实验和流体力学表明,NRDC的传质效率比RDC高20%—40%,而液泛速度大致相当。成功地将NRDC用于引进RDC的扩能改造和新塔的设计中。     

Membrane contactor for CO2 absorption applying amino-acid salt solutions

A novel composite solution based on amino-acid salt as a CO₂ absorbent was proposed. Coupling process of membrane contactor and the composite solution was investigated. The performance of the coupling was experimentally compared between the single and composite solution. Overall mass transfer coefficients were determined. Effects of various factors such as flow rates and operation temperatures on mass transfer of membrane contactor were studied. Comparison of prediction for overall mass transfer coefficients using a resistance in series model with experimental values was performed. Results show that, performance of the composite solution is evidently better than that of the single solution. The overall mass transfer coefficient with the composite solution is much higher than that with the single solution. Higher operation temperature can enhance mass transfer of membrane contactor. Operation parameters such as flow rates can promote mass transfer, but the promotion is limited. Enhancement of mass transfer relies essentially on chemical reaction. Model values are in good agreement with experimental ones.     

The effect of electric field on mass transfer from drops dispersed in a viscous liquid

Mass transfer of benzoic acid from drops dispersed into a continuous phase of mineral oil with high viscosity has been investigated both with and without an imposed non-uniform d.c. electric field. Total mass transfer efficiency was significantly enhanced in the presence of the high voltage electric field. The results indicate that the application of the electric field to the drop formation process does not change the fundamental mass transfer mechanisms and the mass transfer during drop free fall can also be described by existing mass transfer models. The results also suggest that the high viscosity of the continuous phase inhibits the drops oscillation as well as circulation when the drop sizes become smaller under the applied high voltage electric field. Therefore the significant enhancement of mass transfer efficiency in the present work is mainly due to the increased specific interfacial area.     

陶瓷膜接触器化学吸收氮氧化物的传质过程与阻力分析

针对选择性催化还原技术(SCR)存在装置大、运行费用高、催化剂中毒失活等问题,将平均孔径为100 nm的Al₂O₃陶瓷膜进行疏水改性并组装成膜接触器,以NaClO₂水溶液为吸收液,开展陶瓷膜接触器在烟气脱硝领域的应用研究。考察了陶瓷膜接触器在化学吸收脱硝中的稳定性,以及气体流量、吸收液浓度、吸收液流量、吸收液pH等因素对NO脱除率和传质通量的影响,基于阻力串联模型,建立总传质系数方程。研究表明,陶瓷膜接触器在连续600 min运行过程中,NO的脱除效率及传质通量分别稳定在99%和0.038 mol·m^-2·h^-1左右。进气流量的增加会促进NO的吸收,吸收液pH=3时具有最高的氧化吸收性能,同时提高吸收液的浓度会增强NO的脱除效果。NO的传质过程同时受气、液、膜三相阻力控制,传质阻力分析结果表明,可以通过增加气体流速减小气相阻力,增加吸收液浓度同时降低pH减小液相阻力。本研究在烟气脱硝领域具有良好的应用前景。     

Membrane Gas-Solvent Contactor Pilot Plant Trials of CO2 Absorption from Flue Gas

Membrane gas-solvent contactors have received much attention for CO₂ absorption, as the approach incorporates advantages from both solvent absorption and membrane gas separation. This study reports on pilot plant trials of three membrane contactors for the separation of CO₂ from flue gas. The contactors were porous polypropylene (PP), porous polytetrafluoroethylene (PTFE), and non-porous polydimethylsiloxane (PDMS), with the solvent PuraTreatTM F^TM. To enable performance comparison, laboratory measurements based on a gas mixture of 10% CO₂ in N₂ were also undertaken on the same contactor–solvent systems. It was found that the PP contactor experienced significant pore wetting in both laboratory and pilot plant studies. In contrast, the PTFE contactor experienced only minor pore wetting in the laboratory. However, in the pilot plant trial of the PTFE contactor extensive pore wetting was observed, and the overall mass transfer coefficient measured was comparable with the PP contactor. The non-porous PDMS contactor had an overall mass transfer coefficient two orders of magnitude less than the PP contactor, due to the greater mass transfer resistance of the polymeric film. However, the non-porous membrane does not experience pore wetting, which resulted in the overall mass transfer coefficient being similar for both laboratory and pilot plant measurements.     

新型转盘萃取塔在己内酰胺生产中的应用

探讨了转盘萃取塔在己内酰胺精制中萃取效率的影响因素,影响转盘萃取塔传质性能的主要因素是级间的轴向返混和沟流。介绍了新型转盘萃取塔的设计及其在70 kt/a己内酰胺精制装置中的工业应用效果。与原装置转盘萃取塔的运行情况比较,新型转盘萃取塔内的固定环平面增加了筛孔挡板,能有效抑制转盘萃取塔内的轴向返混,提高转盘萃取塔的传质效率。