氯化钠在乙二醇溶液中介稳区的研究

深水气田水合物抑制剂乙二醇再生脱一价盐理论主要基于负压闪蒸与沉降分离,为了使盐和乙二醇更好的分离,有必要对氯化钠在乙二醇溶液中的介稳区进行研究。文章采用激光法测定了不同温度下氯化钠在乙二醇溶液中结晶的溶解度和超溶解度,得到氯化钠在乙二醇溶液中结晶的介稳区,并拟合得到了氯化钠在乙二醇溶液中的溶解度和超溶解度方程。结果表明氯化钠在乙二醇溶液中的溶解度和超溶解度均随温度的升高而降低,结晶过程中将氯化钠初始浓度控制在3~3.5 g/100g乙二醇,将温度控制在135~140℃介稳区宽度比较适宜,可以取得较好的脱盐效果。     

间歇结晶器中地塞米松磷酸钠溶析结晶动力学的研究

在间歇结晶器中,利用矩量变换法对地塞米松磷酸钠溶析结晶过程动力学进行了理论研究。由实验得到的地塞米松磷酸钠晶体的粒数密度分布数据,采用非线性最小二乘法分别对与粒度相关和与粒度无关线性生长速率模型进行了参数估值,通过由各种模型得到的晶体生长速率的计算与实验值的比较,发现与粒度无关生长速率模型不仅计算过程简单且计算的精度也更好。最后,以与粒度无关生长速率模型为基础,由不同实验条件下晶体的粒数密度分布数据非线性回归出其成核速率方程和生长速率方程。对方程的理论分析表明,低过饱和度、低悬浮密度和较高的结晶温度有利于得到平均粒径更大的地塞米松磷酸钠晶体。     

搅拌釜内氯化钾降温结晶的实验研究

在50 L结晶罐中,通过降温结晶的方法,提纯KCl固体。采用间歇动态法,考察了搅拌转速、降温速率、搅拌器位置、晶种加入量对KCl晶体过程的粒度分布影响。实验结果表明,以上因素均会对晶体的成核、生长产生影响。操作条件控制在270 r/min、晶种量390 g、冷却水流量0.43 m3/h、搅拌器位置C/H=0.22(C,搅拌器离底高度;H,液位高度),可以得到晶体粒径分布集中、粒径较大的KCl晶体颗粒。     

精对苯二甲酸(PTA)结晶动力学

建立了精对苯二甲酸连续多级降压蒸发结晶过程的数学模型,通过工业实验获得了各级结晶器不同操作条件下的产品粒度分布数据,并构造了模型计算值和工业实验值相拟合的优化目标函数,采用单纯形法优化回归得到了精对苯二甲酸结晶动力学参数。研究结果表明,优化回归得到的精对苯二甲酸结晶动力学方程能够较好地模拟PTA连续多级降压蒸发结晶过程。     

硫酸铵蒸发结晶过程影响因素研究

在现有的己内酰胺生产工艺中,得到的副产品硫酸铵存在着晶体粒度不均匀、色度不好、外观质量欠佳等问题.针对硫酸铵产品所存在的这些问题,对己内酰胺生产过程中,氨水中和得到的硫酸铵溶液的蒸发结晶工艺过程,进行系统的研究和优化.实验考察各操作参数(投加晶种、搅拌速率、蒸发温度、pH等)对结晶过程、最终产品粒度分布和晶形质量的影响,确定了最优的结晶工艺操作参数.按照优化后的工艺条件得到的硫酸铵晶体产品在粒度、色度和纯度上都有很大的改善,对工业生产具有一定的指导意义.     

MSMPR结晶器中肌肉肌醇的冷却结晶动力学

对肌肉肌醇(以下简称肌醇)在纯水中的冷却结晶动力学进行了一定的理论研究。实验测得了不同条件下肌醇晶体的粒数密度分布数据,通过粒数衡算方程,证明肌醇晶体生长过程是与粒度无关的;采用间歇动态法中的矩量变换法建立了肌醇冷却结晶过程动力学方程,利用最小二乘法回归出肌醇结晶过程中的各项动力学参数,得到肌醇晶体的成核速率方程和生长速率方程。实验结果表明,肌醇晶体的成核和生长过程均为吸热过程;在肌醇结晶过程中,成核较生长更容易发生。     

氯氧化铋反应结晶动力学研究

在铋盐水解制备氯氧化铋的反应结晶过程中,控制氯氧化铋晶体成核和生长速率可影响氯氧化铋晶体的形貌、粒径和分散性。为此,选用间歇动态法研究了氯氧化铋晶体成核与生长动力学,采用矩量变换法建立了结晶过程动力学模型,并用最小二乘法对实验数据进行多元线性回归,获取了动力学模型参数。研究结果表明：当氯氧化铋晶体粒度≥3 μm时,其晶体生长速率符合粒度无关生长模型;晶浆悬浮密度和过饱和度对成核速率均有显著影响;溶液过饱和度对成核速率的影响较生长速率的影响更为显著。     

对二甲苯悬浮熔融结晶动力学

结晶法是工业上生产对二甲苯的主要方法之一。现有对二甲苯结晶动力学参数均单纯由结晶母液的温度和浓度变化通过非线性优化法而获得,未检测对二甲苯的晶体粒度数据,因而其准确性难以得到保证。本文利用超声在线粒度仪(OPUS)检测对二甲苯晶体的粒度分布,通过添加晶种的间歇悬浮熔融结晶实验,应用矩量变换法测定82%（质量）对二甲苯-间二甲苯体系中的对二甲苯结晶动力学。利用最小二乘法对动力学实验数据进行多元线性回归后得到了对二甲苯结晶动力学方程,研究结果表明,在对二甲苯悬浮熔融结晶过程中,溶液相对过饱和度对对二甲苯晶体成核速率的影响大于对晶体生长速率的影响,搅拌速率对成核过程影响明显,而晶浆悬浮密度对成核速率的影响不大。     

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。     

ω-腈基十一酸在环己烷中的间歇结晶研究

在建立起粗略估算溶液间歇结晶最佳冷却曲线的数学模型和测定ω-腈基十一酸（11-CUA）在环己烷中的结晶介稳区的基础上，对11-CUA在环己烷中的间歇结晶进行了研究，对比实验的结果表明：采用外加晶种按最佳冷却曲线进行控温冷却结晶的方式得到的晶浆与晶体其粒度分布明显比急速冷却结晶和自然冷却结晶方式所得晶浆和晶体好，晶浆过滤阻力小，结晶操作曲线落在介稳区内；但晶浆的激光粒度分析和干燥晶体粒度筛分结果的对比证明晶粒在溶液中和干燥过程中存在着显著的聚结现象。     

反应结晶过程研究（Ⅰ）——激光法研究结晶热力学与反应动力学

采用激光测量装置研究了普鲁卡因青霉素在不同温度，不同浓度，不同ｐＨ值的氯化钠水溶液中的溶解与超溶解特性，以及其生成反应的反应动力学，为系统研究普鲁卡因青霉素反应结晶过程提供了一定的热力学和反应动力学基础。     

真空法动态制冰的非等温结晶动力学

以氯化钠水溶液为制冰溶液,采用真空法制备得到冰浆。从理论上论证非等温结晶动力学模型Jeziorny法和Mo法用于描述冰浆结晶行为的可行性。通过实验测定不同结晶时间下的冰浆含冰率,并建立了冰浆生成过程的非等温动力学方程。研究结果表明：Jeziorny法和Mo法可很好地描述冰浆的非等温结晶过程;Jeziorny模型指数n的值在0.473~0.525间,表明不同实验条件下的结晶机理基本一致,冰晶呈片状增厚生长;Jeziorny模型中的结晶动力学参数K_c、t_0.25和Mo模型中的冷却速率函数F（T）的变化规律均表明高冷却速率可促进冰浆的形成,同时氯化钠的添加会在一定程度上抑制冰晶生长。     

MVR分质提盐蒸发结晶系统设计及性能分析

利用分质提盐蒸发结晶方法处理多组分高含盐废水,可实现废水的资源化利用。本文根据废水中硫酸钠和氯化钠的溶解度随温度的变化关系,提出了机械蒸汽再压缩（MVR）分质提盐蒸发结晶系统,以降膜蒸发器作为系统的预蒸发器,与两效强制循环蒸发器联用,同时对冷凝水加以回收,使废水中硫酸钠和氯化钠分别结晶。首先设计了系统的具体工艺流程,依据质量和能量平衡关系建立系统及其设备的数学模型并进行模型验证。随后对常压下硫酸钠质量分数为5%、氯化钠质量分数为8%的混合溶液蒸发结晶过程进行实例计算,并将其与传统五效蒸发分盐系统进行性能对比。综合能量分析与?分析结果表明,MVR分质提盐蒸发结晶系统的节能程度更高,同一工况下相较于传统五效蒸发分盐系统,效能系数（COP）提高了93.5%,单位能耗则降低了77.6%;?效率提高了70.4%,?损失则降低了33.6%,表明MVR分质提盐蒸发结晶系统在实现废水中硫酸钠和氯化钠结晶回收利用的同时系统热力学完善度和节能性更大。     

Stress from crystallization of salt

The thermodynamic and kinetic factors influencing crystallization pressure are reviewed for cases including capillary rise and evaporation, cyclic wetting and drying, and hydration of cement. Under equilibrium conditions, where the crystal is surrounded by a film of solution, high stresses are expected only in small pores, but when that film is discontinuous (as may occur during drying), high stresses can arise even in large pores. High crystallization pressure requires a substantial supersaturation of the pore liquid. In the case of sodium sulfate, supersaturation results from the difference in solubility between the anhydrate and decahydrate phases; for ettringite, supersaturation may develop following the cooling from elevated temperatures. During the hydration of Portland cement, crystallization pressure may result from the growth of ettringite and/or calcium hydroxide.     

新型组合式规整填料在液液萃取中的传质性能

采用质量分数30%磷酸三丁酯-煤油-醋酸-水物系,对一种新型萃取用组合式规整填料的传质性能进行了测定,考察了连续相流速和分散相流速对其传质效率的影响。实验结果表明:在相同的二相流速下,组合式规整填料的表观传质单元高度比16 mm鲍尔环平均低约54%。固定连续相流速,随着分散相流速的增加,填料的表观传质单元高度降低,传质效率提高;固定分散相流速,随着连续相流速的增加,填料的表观传质单元高度增大,传质效率降低。     

Experimental investigation and CFD simulation of liquid–solid–solid dispersion in a stirred reactor

For understanding the monosodium aluminate hydrate crystallization from the supersaturated aluminate solution containing red mud as the leaching liquor of bauxite, the liquid–solid–solid dispersion of a simulant system, i.e. glycerite, red mud and sand, in a stirred reactor has been experimentally investigated as well as simulated using computational fluid dynamics model (CFD) for the first time. The computational model is based on the Eulerian multi-fluid model along with RNG k–ε turbulence model, where Syamlal–obrien-symmetric drag force model (Syamlal, 1987) of the inter-phase momentum transfer between two dispersed solid phases is taken into account. A good agreement is obtained between the experimental data of solid distributions and the simulation results in the flow fields of liquid–solid–solid as well as liquid–solid systems. The solid suspension qualities of both liquid–solid and liquid–solid–solid systems in the stirred reactors with and without draft tube were also studied in detail based on mixing time, the standard deviation of solid concentration proposed by Bohnet and Niesmak (1980), the flow pattern and power number. The influence of the interaction between two dispersed solid phases on the suspension of red mud is found significantly greater than that of sand. The holdup of sand below the impeller is considerably larger than that above the impeller and the red mud dispersion approaches homogeneous in the reactor. The mixing time of liquid–solid–solid suspension is longer than that of liquid–solid suspension under the same conditions, and the mixing times of both systems in the stirred reactor with draft tube are longer than that in the reactor without draft tube. Furthermore, the distributions of sand and red mud in the reactor with draft tube were found less homogeneous than those without draft tube in most cases.     

油水两相分散流液滴粒径预测模型

油水两相分散流的液滴粒径及其分布在很大程度上影响管路压降等流动参数,研究液滴粒径预测模型对揭示油水两相流的流动特性具有重要意义。通过研究湍流脉动动能与乳状液的界面能之间的平衡、管流径向速度脉动与摩擦速度之间的关系以及泵的剪切作用,建立了油水两相管流中分散相液滴粒径预测模型;在水平管道上对油水两相分散流的液滴特性进行了实验研究,采用高速摄像和显微镜拍摄获得液滴数据,探索含油率、流量和温度等因素对粒径的影响。预测模型计算结果与不同流量、温度和含油率条件下的实验数据吻合较好。根据预测模型计算了有泵和无泵情况下分散流液滴粒径,发现泵的剪切和扰动作用使得分散液滴具有更小的粒径,泵对液滴粒径及其分布起到了显著作用。     

非对称Y型分岔微通道内气泡破裂与分配规律

利用高速摄像仪对气泡在非对称Y型微通道分岔口的破裂行为和分配规律进行了实验研究。采用氮气（N₂）作为分散相,含0.3%表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的蒸馏水-甘油（质量分数分别为20%、40%、50%）溶液为连续相。在分岔口处观察到了3种不同的气泡行为：无间隙的不对称破裂、有间隙的不对称破裂以及不破裂。考察了气泡破裂和不破裂行为之间的转变,并与文献进行了比较。考察了两相流率及物性对破裂气泡分配规律的影响。结果表明：破裂后两个子气泡的长度均随气相流量与气泡长度的增大而增大,随液相流量和黏度的增大而减小。随液相速度和黏度的增大,气泡破裂的不对称程度减弱。