填充密度对中空纤维膜接触器精馏过程壳程传质的影响

探讨了填充密度对新型聚丙烯中空纤维膜接触器精馏过程中壳程传质的影响。中空纤维膜接触器在填充密度为4.7%、9.5%、19%时均可在远离常规填料液泛线以上的气速范围操作。低填充密度下,壳程的Sherwood数理论值大于实验值,但填充密度较高时,实验值大于理论值。高Reynolds数有利于壳程传质,低填充密度时的Sherwood数高于高填充密度时。随着F因子逐步增大,壳程气相传质阻力随之变小,且膜接触器的填充密度越高,气相传质阻力越大。3种不同填充密度膜接触器的气相总传质系数随着接触器填充密度的增大而迅速减小,由391.84×10^-5 m·s^-1降低为83.28×10^-5 m·s^-1。     

低Reynolds数空气来流正庚烷液滴蒸发过程熵产特性

车用内燃机、航空发动机燃料的主要成分为正庚烷液体。液体燃烧属于扩散型燃烧,燃料先雾化成油雾,然后蒸发,燃油蒸气在气态扩散火焰中燃烧。油雾蒸发是液体燃烧中的重要过程,是决定液体燃烧的燃烧速率的关键步骤。建立了一个二维准稳态的液滴蒸发数值模型,分析了液滴蒸发的熵产,推导出了三维笛卡尔坐标系下的传质熵产公式。基于Fluent软件进行了数值模拟,结果显示低Reynolds数空气来流中的液滴蒸发过程的熵产主要由导热熵产组成,且液滴蒸发越容易,相对总熵产越小,从热力学角度来看其液滴蒸发过程更优。     

低Reynolds数空气来流正庚烷液滴蒸发过程熵产特性

车用内燃机、航空发动机燃料的主要成分为正庚烷液体。液体燃烧属于扩散型燃烧,燃料先雾化成油雾,然后蒸发,燃油蒸气在气态扩散火焰中燃烧。油雾蒸发是液体燃烧中的重要过程,是决定液体燃烧的燃烧速率的关键步骤。建立了一个二维准稳态的液滴蒸发数值模型,分析了液滴蒸发的熵产,推导出了三维笛卡尔坐标系下的传质熵产公式。基于Fluent软件进行了数值模拟,结果显示低Reynolds数空气来流中的液滴蒸发过程的熵产主要由导热熵产组成,且液滴蒸发越容易,相对总熵产越小,从热力学角度来看其液滴蒸发过程更优。     

以最佳温度均匀度和最小熵产为目标的航天器热循环试验系统运行参数优化

以数值模拟的方法研究了不同运行参数下航天器热循环试验箱内温度均匀度与熵产的变化规律。结果表明,在4.3×10³≤Re≤8.6×10⁵、4.62×10¹³≤Gr≤1.38×10¹⁴范围内,由于强浮升力的作用,壁面附近出现回流区,温度由上往下降低,中轴线附近气体加速下沉,温度由上往下升高。箱内量纲1温度标准偏差随Reynolds数增大而增大,随Grashof数变化不明显;混合对流过程中流动熵产远小于传热熵产,熵产数值随Reynolds数、Grashof数的增大而增大。提出了壁面Nusselt数、试验箱内量纲1平均温度、量纲1温度标准偏差及量纲1传热熵产随Reynolds数、Grashof数变化的关联式。     

CO2-空气微通道蒸发器两相区熵产分析

微通道已成为换热器研究领域的热点,以CO₂微通道蒸发器为研究对象,建立了CO₂微通道蒸发器两相区内、外侧均有相变的熵产模型,通过建立的CO₂微通道蒸发器二维分布参数模型求解系统熵产数.分析CO₂与空气侧质量流率、空气入口温度及CO₂蒸发温度对系统熵产数的影响.结果表明:CO₂质量流率对系统熵产数影响很小;系统熵产数主要由CO₂与空气两侧温差传热引起;系统熵产数随空气入口温度的增大而增大,随CO₂的蒸发温度的增大而减小;随着空气质量流率的增大,系统熵产数增大,且蒸发温度越高,空气质量流率对系统熵产数的影响越大.     

硅橡胶复合膜用于含酚水溶液渗透萃取传质过程

以苯酚为模型污染物,以氢氧化钠溶液为萃取液,利用平板复合膜［聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚偏氟乙烯（PVDF）］构造渗透萃取体系,系统地研究了该体系渗透萃取含酚水溶液的传质过程与特性。探讨了料液与萃取液的浓度及流量、运行温度等操作条件及活性层厚度对渗透萃取传质性能的影响。结果表明,pH>13时,总传质系数K_ov不随萃取液流量及浓度变化而变化;苯酚的液膜传质系数kf与膜面流动Reynolds数Re^0.46呈正比,传质通量与温度符合Arrhenius方程。在苯酚初始浓度5.0～15.0 g•L^-1范围内,K_ov为定值。活性皮层厚度为4、6、8 μm的膜扩散传质系数分别为15.0×10^-7、9.9×10^-7及7.5×10^-7m•s^-1（323.2 K）,较均质膜提高了2～4倍。苯酚在复合膜中的传质仍属膜阻控制的传质。     

DAP尾气循环联产MAP过程分析与现场实验

分析了引进60万吨/年磷酸二铵（DAP）装置尾气排放产生“磷铵雨”污染的热力学机理,主要是尾气湿度过高在烟囱内局部位置产生凝雾.提出尾气脱湿消减质量能量的过程同时成为磷酸一铵（MAP）产品加工过程的循环工艺.计算表明该工艺使尾气湿含量减少至0.065 kg H₂O•（kg air)^-1,所获能量可以替代24万吨/年MAP生产装置热能消耗的45%.尾气部分冷凝-磷酸降膜蒸发过程耦合技术是实现该工艺高效率利用二次能源的关键.现场实验表明耦合过程总的传热系数达500～600 W•m^-2•K^-1,同时具有磷酸浓缩低温、低循环量和扩展蒸发表面的优势,证明了DAP尾气循环联产MAP清洁生产技术的前景.     

Mn(Ⅱ)/O3降解草酸作用机制的定量化解析

利用Mn(Ⅱ)/O3氧化体系降解了草酸, 探讨并定量化解析了Mn(Ⅱ)催化臭氧化降解草酸的作用机制。结果表明,加入Mn(Ⅱ)能明显提高臭氧化降解草酸的效率, 体系R_ct值也有所增大。Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的途径主要包括以下3种方式: 第一, 臭氧的直接氧化反应; 第二,羟基自由基(水中溶解臭氧分解产生)的氧化反应; 第三, Mn(Ⅳ)和Mn(Ⅶ)等高价锰对草酸的氧化反应。溶液pH值不但直接影响Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的效率, 而且还决定了三者的贡献大小。在本实验条件下, 当pH值为2.9时, Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的表观反应速率常数为28.280×10^-4 s^-1, 三者对草酸降解的百分比贡献为f_O3∶f_OH∶f_rest=2.1∶19.0∶78.9当pH值为5.3、8.0和10.0时, 草酸降解的表观反应速率常数分别为1.597×10^-4 s^-1、1.535×10^-4 s^-1和〖WTBZ〗1.545×10^-4 s^-1, 三者的百分比贡献分别为f_O3∶f_OH∶f _rest=24.9∶28.4∶46.7、f_O3∶f_OH∶f_rest=23.6∶54.5∶21.9和f_O3∶f_OH∶f_rest=19.6∶74.4∶6.0。     

Quantitative study on mechanism of Mn(Ⅱ) catalytic ozonation of oxalic acid

利用Mn(Ⅱ)/O3氧化体系降解了草酸, 探讨并定量化解析了Mn(Ⅱ)催化臭氧化降解草酸的作用机制。结果表明,加入Mn(Ⅱ)能明显提高臭氧化降解草酸的效率, 体系R_ct值也有所增大。Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的途径主要包括以下3种方式: 第一, 臭氧的直接氧化反应; 第二,羟基自由基(水中溶解臭氧分解产生)的氧化反应; 第三, Mn(Ⅳ)和Mn(Ⅶ)等高价锰对草酸的氧化反应。溶液pH值不但直接影响Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的效率, 而且还决定了三者的贡献大小。在本实验条件下, 当pH值为2.9时, Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的表观反应速率常数为28.280×10^-4 s^-1, 三者对草酸降解的百分比贡献为f_O3∶f_OH∶f_rest=2.1∶19.0∶78.9当pH值为5.3、8.0和10.0时, 草酸降解的表观反应速率常数分别为1.597×10^-4 s^-1、1.535×10^-4 s^-1和〖WTBZ〗1.545×10^-4 s^-1, 三者的百分比贡献分别为f_O3∶f_OH∶f _rest=24.9∶28.4∶46.7、f_O3∶f_OH∶f_rest=23.6∶54.5∶21.9和f_O3∶f_OH∶f_rest=19.6∶74.4∶6.0。     

低温等离子体技术去除挥发性有机物的动力学分析

低温等离子体技术用于污染物的去除效果良好,但污染物去除机理十分复杂,等离子体化学反应过程及等离子体放电机理不明确。在交流放电条件下,对不考虑中间反应过程的一级反应和多级反应进行探讨,并对一级反应过程中苯、甲苯和甲醛3种污染物的降解速率常数进行确定。研究结果表明,苯的一级反应降解速率常数为3.2×10^-4 L·（W·s）^-1,甲苯为4.5×10^-4 L·（W·s）^-1,甲醛为3.8×10^-4 L·（W·s）^-1,其顺序为：甲苯＞甲醛＞苯。     

三相机械搅拌反应器气液传质

由空气-水、液体石蜡-细颗粒黄沙、石英砂、催化剂构成三相体系,常压下在表观气速0.10×10^-2～1.5×10^-2cm•s^-1 、固体浓度为0～0.34 g•ml^-1溶剂、搅拌转速450～1500 r•min^-1的实验条件下,采用溶氧仪研究了三相机械搅拌反应器的气液传质特性,考察了操作参数和液体性质、颗粒粒径及密度等物性因素对液相容积传质系数k_La的影响,用改进的高斯-牛顿法进行参数估值,得到k_La与上述因素的量纲1关联式,统计检验表明,所得量纲1关联式与实验值拟合情况良好,可为后续搅拌反应釜中三相淤浆床甲醇合成过程分析与模拟提供传质基础数据.     

T形微混合器内的混合特性

以Villermaux-Dushman快速平行竞争反应为模型体系,研究了宽600 μm、深300 μm的T形微通道内的微观混合特性,着重考察了不同进出口结构、微通道长度、体积流量比等对微通道内流体微观混合效果的影响.实验结果表明：Péclet数在7.0×10⁶～2.0×10⁸之间,无返混;体积流量比愈小,离集指数X_s愈小,微观混合效果愈好.不同进出口结构尺寸、体积流量比对微观混合的影响取决于Reyonlds数的大小,Rec时,影响较大,且随Re增加,X_s减小,微观混合效果愈好;Re>Re_c时,X_s趋于定值,约为2.7×10^-4,接近理想微观混合效果.     

脱氢枞酸在空气中的热分解动力学

采用TG/DTA/DSC热分析技术,在线性升温速率为5、10、15和20 K·min^-1和静态空气条件下,研究了脱氢枞酸在空气气氛中的热分解动力学。由热重/差热法(TG/DTA)得到脱氢枞酸在空气中是一步分解;运用差示扫描量热法(DSC)测定了脱氢枞酸的熔点为445.05K,摩尔熔化焓为19.74 kJ·mol^-1和摩尔熔化熵为44.35J·mol^-1·K^-1;分别利用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法对脱氢枞酸非等温热分解数据进行了动力学分析,同时利用Satava-Sestak法研究了脱氢枞酸的热分解机理。结果表明,脱氢枞酸的热分解机理为收缩球状界面反应模型R3,热分解反应的表观活化能为107.89 kJ·mol^-1,指前因子为9.33×10⁸ s^-1)。     

4-氨基吡啶树脂吸附钼(Ⅵ)

把性能优良的配位体化合物固定化,并应用于配位催化、配位吸附、稀有金属回收和环境保护等方面,是高分子配位化学发展的一个重要趋向．氨基吡啶树脂是同时含有氨基及吡啶基的功能性高分子树脂,由于功能基上的两个具有孤电子对的配位氮原子的给电子性,在一定酸度下可与金属络阴离子配位结合．本文在合成多种氨基吡啶树脂的基础上,通过筛选,详细地研究了4-氨基吡啶树脂（4-APR）对Mo（Ⅵ）的吸附行为及机理,     

用密度泛函方法研究N-甲基吡咯烷酮与二硫化碳的反应

N-甲基吡咯烷酮（NMP）和二硫化碳（CS₂）在加压下发生热反应生成N-甲基吡咯烷-2-硫酮.用密度泛函方法确定了该反应有两条平行的路径,获得了相关的4个过渡态和2个中间体的构型;在拟定了两步反应机理的基础上,确认了第一步反应为速度控制步骤,计算了在298K和500K下两种反应路径的活化能和速率常数.根据计算结果判断NMP羰基的α氢原子通过与羰基氧的分子内相互作用在反应中起重要作用,同时确认了反应区域为NMP的羰基碳和氧、α位上的碳和氢,以及CS₂中的碳原子和其中的一个硫原子所构成的两个并联的四元环.     

六氨氯化镁热解过程及其非等温动力学

利用热重（TG）分析技术对六氨氯化镁的热分解过程及动力学进行了研究,考察了六氨氯化镁在4、7、10、13、16 K·min^-1线性升温速率和空气气氛下热分解机理,六氨氯化镁热解过程分为3个阶段。提出了一种整体优化的多升温速率迭代的等转化率求取活化能方法,采用该方法,得到六氨氯化镁热解3个阶段的活化能分别为51.38、64.70、73.55 kJ·mol^-1。采用整体优化的多升温速率等温法确立了六氨氯化镁热解3个阶段的热解机理函数与指前因子：第1步反应的热解机理属于固体相边界反应机理（n=1/4）,指前因子为3.281×10⁵ s^-1;第2步反应的热解机理属成核与生长机理（n=1.8）,指前因子为5.624×10⁶ s^-1;第3步反应属化学反应机理（1.5级反应）,指前因子为5.862×10⁵ s^-1。     

响应面法优化工程菌产细胞色素P450 BM-3的发酵条件

采用快速有效的数学统计方法对工程菌产细胞色素P450 BM-3的发酵条件进行了优化.首先利用Plackett-Burman设计从众多影响产P450 BM-3的因素中筛选出影响较大的4个因素：FeCl₃含量、诱导时机、诱导时间和接种量.在此基础上再利用响应面法中的杂合设计进行优化,通过拟合得到响应曲面函数,获得了最佳的实验条件.在该实验条件下,P450 BM-3酶活从37.6×10^-3U•ml^-1提高到57.9×10^-3U•ml^-1.     

水/油两相萃取系统下利用O2光化学氧化噻吩

引言 汽油或柴油中的含硫化合物如硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩(BT)和二苯噻吩(BT)燃烧后产生SOX,是酸雨和空气污染的主要来源,并可导致人产生呼吸道疾.