列管式固定床反应器振荡操作研究——以Bang-Bang控制方法产生强制振荡

本文研究了以Bang-Bang控制产生强制振荡的列管式反应器的操作特性.对邻二甲苯催化氧化反应,以热点温度作为控制参数,进行Bang-Bang控制,使反应器在振荡状态下操作,与定态操作相比,苯酐收率提高3%.Bang-Bang控制比传统定值控制提供了更多的工程操作手段,具有更多的灵活性.     

振荡操作制备双峰聚乙烯的模拟

以流化床乙烯气相聚合工艺为例,提出了通过控制聚合反应条件的振荡操作,在单一反应器内实现制备双峰分子量分布聚乙烯的新工艺.通过模拟计算,分别考察了氢气、乙烯、共聚单体进料速率和反应温度的振荡操作对聚乙烯分子量分布的影响.计算结果表明,采取振荡操作后,聚乙烯树脂的分子量分布呈明显的双峰分布,表明在一个反应器里通过控制反应条件的振荡来制备双峰聚乙烯是可行的,而控制氢气进料速率的振荡操作是制备双峰聚乙烯最为有效的方法.     

一种新型振荡流强化反应器制备生物柴油的探讨

介绍一种新型振荡流强化反应器。根据该反应器的基本原理和生物柴油制备的反应特点,分析了应用该新型振荡流强化反应器制备生物柴油的可行性及优势。这种新型振荡流强化反应器不但能够促进化学反应的进行、提高生产效率,而且可通过调节振荡频率和振幅来控制反应器的操作特性以达到最佳反应效果;可将传统上的间歇过程转化为连续过程。     

苯氧化固定床反应器的振荡操作研究

在苯催化氧化固定床反应器中，以进料浓度的规则和不规则方波形式，进行浓度振荡操作研究。结果表明，反应器的浓度振荡可以提高顺酐的收率，且不规则方波振荡可以达到比规则方波振荡更佳的效果。同时在工业反应器上得到了验证。     

氢气振荡操作制备双峰聚乙烯

利用变量的振荡操作,可以在单反应器中实现对聚乙烯相对分子质量的有效调节。浙江大学在单一气相反应器中,采用国产APE-IG型茂金属催化剂,通过强制振荡操作改变氢气的浓度、振荡时间分布、和振荡周期等调节产物的相对分子质量分布,继而调控聚合物的高、中、低相对分子质量的组分,实现聚合物     

液体喷射单相环流反应器周期振荡操作模拟

<正>液体喷射单相环流反应器在化学和生化工程中应用较多。有关其流动特性,Blanke已作了较为全面的综述。一般这种反应器的操作采取中心或环隙喷射的定态方式,Douglas和Baird等对反应器的研究认为,传统的定态操作并不能保证过程总处于最佳状态,在某些情况下进行非定态的振荡操作,可能更有利于反应和传递,其中确定合适的振荡周期是实现这一目的的关键。文献[5,6]利用内环流反应器中心气升和环隙气升的周期切换,实现了环流反应器的振荡操作,并较有效地提高了反应器溶氧传质系数。将这种操作方式用于面包酵母的培养,可增加细胞收率。环流反应器振荡操作时流体流动的特点不单表现为流动处于非定态,而且当喷射位置从中心切向环隙或相反时,流体流动方向都要反向变化一次。因此     

振荡流态化现象及应用

研究了轻颗粒振荡流态化现象,通过对颗粒在振荡体中运动方程的求解,得到了单颗粒运动模型及重颗粒克服重力漂浮或者轻颗粒逆浮力下沉的临界参数关系式.用五种粒径、三种不同密度的轻颗粒实验数据及梁百申、邓勇有关重颗粒的数据验证了模型,结果表明实验值与理论值吻合较好.同时,从理论上得到流体在振荡情况下颗粒床层松散的数学表达式,并以实验进行了验证.振荡流态化反应器用于固定化细胞发酵酒精,可解决发酵过程产生的CO_2气体附着在酵母载体表面导致发酵过程操作条件恶化的问题,提高了操作稳定性和发酵反应速度.     

乙烯气相聚合过程中氢气振荡操作制备双峰聚乙烯

在单一气相反应器中,采用国产APE-1G(Cp*₂ZrCl₂·2LiCl·THF)型茂金属催化剂,通过强制振荡反应器内的氢气浓度制备双峰聚乙烯。实验考察了氢气浓度、振荡时间分配和振荡周期对聚乙烯分子量分布的影响。实验结果表明,氢气的加入使得催化剂活性降低,产物分子量也减小。通过强制振荡氢气的浓度可以得到双峰分布的聚乙烯,M_w/M_n达到11.2～34.2。研究表明,通过调节氢气振荡操作的实验条件,尤其是调节振荡时间分配,可以很好地控制双峰聚乙烯的分子量分布。     

振荡流反应器的研究进展

振荡流反应器(OFR)是一种新型的过程强化设备,由于其具有周期性的振荡条件和紧缩的几何结构,在反应器内部会产生周期性的运动漩涡,这些漩涡有利于增强轴向和径向混合、增强流体间传热和传质等。本文介绍了振荡流反应器结构的优化及放大规律方面的研究进展,综述了振荡流反应器在强化传质和传热、功率耗散及化工应用方面的研究,并对该反应器的应用研究进行了展望。     

机械振荡和超声波对摆式反应器气液传质性能的影响

采用氢氧化钠水溶液吸收二氧化碳的方法,考察了机械振荡的摆频和超声波振荡对摆式反应器的气液传质性能的影响.结果表明,在无超声波作用条件下,当摆频小于117min-1时,加大摆频可显著提高反应器的总容积传质系数;当摆频大于117 min-1时,增大摆频对反应器的容积传质系数影响较小.在反应器不摆动和摆频较低的条件下,超声波振荡可提高反应器容积传质系数3～4倍,但在摆频较高的条件下,超声波振荡对反应器总容积传质系数的影响不明显.     

多相催化反应的振荡

气固相催化反应中的振荡,自1968年首先在CuO催化剂上N_2O的分解反应中被实验观察以后,已日益受到人们的关注。它是当前化学反应工程中受人重视的一个新课题。本文是关于这一课题近年发展情况的文献综述,共包括了至1983年止的45篇文献,内容主要介绍:多相催化反应振荡现象研究的理论意义和实用价值;它的研究现状,已取得的主要实验结果和有关的理论解释;多相催化反应振荡的数学模型;强制振荡—反应器的周期操作;当前对于这一课题的研究趋势。     

电化学振荡反应用于中药鉴定的反应过程及机理研究

对电化学振荡在中药鉴定方面的应用现状进行了分析,对电化学振荡的特点也进行了分析,同时也分析了当前中药质量控制的现状。通过称取规定量葡萄糖样本、蒸馏水、硫酸、丙酮、硫酸锰于带夹套玻璃反应器中混合制备成反应底液。调节好恒温水浴温度,以铂电极为工作电极,甘汞电极为参比电极,记录电极电位与时间的振荡曲线。测定化学振荡反应体系电位随时间的变化,并用数据采集系统自动记录振荡波形。     

圆环挡板振荡流反应器浓度场的数值模拟

采用有限体积元方法对五腔室圆环挡板振荡流反应器(OFR)的三维浓度场进行了数值模拟研究,考察了腔室中心注入模式下的示踪剂浓度场的分布形态及其在不同振荡条件下的演化情况.研究表明,示踪剂在OFR中运动是由振荡流反应器中主体流动与漩涡构成的二次流动对腔室中心区域的交替控制促成的.定义一个腔室中的浓度方差C作为判断混合效率的依据,结果表明,C值是腔室内混合和腔室间混合共同作用的结果.参数表征的混合效率说明振荡雷诺数越大,混合效率越高.统计分析结果表明,基于长程对流混合和短程湍流扩散双模式传递模式的二项指数衰减曲线方程能够较好地描述踪剂浓度分布方差值随时间的变化.     

振荡流发生装置应用研究进展

振荡流反应器是一种新型的化工设备。由于其独特的流动特点,能够强化许多化工过程,在化工生产中具有广泛的应用前景。文章介绍了振荡流反应器在设备结构、流场特点及停留时间特性等方面的基础研究以及它在发酵、生物反应器、絮凝、颗粒悬浮领域的应用状况。     

多腔室气-液-固三相床周期振荡操作的传质特性

采取隔板将传统的气-液-固三相反应器均分成互不相通的多腔室，利用计算机控制电磁阀交替开闭，对各腔室进行周期通气，从而实现反应器的振荡操作，本文研究了振荡周期、操作气速和腔室数对反应器溶氧传质系数的影响．结果表明，振荡周期对溶氧传质系数有很大影响，随腔室数、操作气速的增加，反应器最佳振荡周期明显缩短，不论是双腔室、三腔室还是四腔室，随操作气速的增加，最佳振荡周期均以相同的斜率直线下降，与稳态操作相比，多腔室动态操作可以比较有效地提高反应器的溶氧传质系数．但腔室数对动态操作溶氧传质系数的影响不明显     

一种制取生物柴油的机械振荡强化技术

叙述了生物柴油的特点与国内外研究状况,针对当前的进展情况,提出了一种以机械振荡方式来强化反应过程的连续管式反应器制取生物柴油的技术.     

基于动态传热模型的反应器温度振荡量热法研究

为研究温度振荡量热法对反应器传热因子（UA）和反应热（Qr）的动态估计性能,基于热平衡理论建立了一种通用的反应器模型,模拟研究了放热工况、夹套介质流速和反应器体积对该方法估计结果的影响,并使用系统的总体时间常数（τ’）对振荡量热法适用性进行量化评价。结果表明：温度振荡量热法适用于放热速率平稳的反应过程,建议在5 L以内的小型反应器中应用温度振荡量热技术,对于体积较大的反应器或变化剧烈的放热反应过程,需要增加夹套油液流速以提高τ’的大小。τ’的建议值应小于900s,随着该值的增加,振荡周期将逐渐延长,反应过程中UA和Qr的整体估计质量也会逐渐降低。研究结果阐明了温度振荡量热法的适用性,对反应器系统的开发有重要意义。     

振荡热管内的振荡及传热传质特性

通过分析振荡热管内部气液两相系统的受力和传热传质过程,对振荡热管进行了合理的简化和假设,建立了详细的理论模型.以n型单液塞振荡热管为例,采用显示差分法求解建立的控制方程,并预测传热传质特性和液塞的振荡行为,结果显示：液塞在毛细管路内的运动既有宏观振荡又有局部振荡,振荡的幅度和频率在增大和减小中交替变化,没有固定的周期;液塞两侧气泡间的压差是其振荡的主要驱动力,当振荡热管非水平工作时,需考虑重力的影响,与其他力相比,毛细阻力对液塞振荡的影响可以忽略;液膜短时间内的干涸是诱发新一轮振荡以及强化传热的源动力.     

气升式振荡环流反应器的数值模拟和结构优化

气升式振荡环流反应器（ARLR）作为一种新型的气升式环流反应器,能够有效地提高反应器的气含率和传质系数,并已得到生物发酵实验的验证。本文通过CFD的手段研究了反应器内的流动和传质状况,并利用CFD模拟和响应面分析相结合的方法,优化了反应器的结构参数,如高径比（H/D）、升液区降液区面积之比、导流筒高度等。经过实验测量,优化后的气升式振荡环流反应器与传统的气升式环流反应器相比,气含率提高了32%以上,传质系数提高了11%以上。结果表明,气升式振荡环流反应器作为生化反应器有着非常广阔的应用空间。     

管式振荡流反应器的流动模式研究(Ⅱ)高振荡强度下的流动模型和模拟

根据高振荡强度下的粒子成像流场可视化实验结果,在分析振荡流场中漩涡结构特征的基础上,提出用带有二次流区的全混腔室和室间返混的多釜串联模型来表征高振荡强度下的管式振荡流反应器流动特性.根据停留时间分布实验结果,运用小生境遗传算法优化求解模型参数与振荡参数之间的定量关系.模拟计算表明,优化后的模型给出的停留时间分布曲线与实验结果吻合良好.