物理场强化溶液结晶应用研究进展

结晶是食品和化工分离中的一个重要单元操作。文章阐述了溶液结晶的原理，综述了超声场、微波场、静电场、磁场等物理场在溶液结晶中的应用，分析和探讨了它们对溶液结晶的影响机理，并且对今后的发展进行了展望。     

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。     

物理场强化溶液结晶研究进展

物理场强化溶液结晶已成为化工过程强化研究的热点之一.综述了超声、磁场、静电场、微波、激光等物理场在溶液结晶中的最新应用情况,指出设备开发和制定规模放大准则是当前面临的主要挑战,应加强物理场强化溶液结晶的机理研究.     

化工过程强化的研究进展

化工过程强化是实现可持续发展的重点项目之一,本文分别介绍了化工过程强化的技术,包括膜技术、非传统过程、脉动燃烧干燥技术、连续床色谱技术、整体催化技术和信息技术;化工过程强化的设备,主要有超重力旋转填料床、多功能反应器、静态混合反应器、微反应器和膜反应器等;以及化工过程强化目前存在的一些问题。     

微波场强化化工分离过程研究进展

优化化工分离技术、实现化工分离过程的节能减排,一直是化工分离过程研究的热门课题。近年来,微波场强化分离过程的研究非常活跃。本文阐述了微波对物质的作用机理以及微波加热较普通加热的优势与特点;系统介绍了微波场在萃取、精馏、干燥、脱附/吸附、蒸馏和反应精馏等分离过程的强化效果和应用进展,并分析总结了微波场在这些分离过程中的强化机理,分析表明将微波应用于化工分离过程具有加热速度快、产品质量高、耗能低和易于控制等特点;同时指出微波在分离过程特别是蒸馏/蒸发和反应精馏领域研究的欠缺,提出对于微波是否对蒸馏/蒸发或反应精馏过程具有强化作用还需要大量的实验验证和相应的理论支撑;最后本文对微波在分离领域的发展作了分析与展望。     

振动强化塑料挤出混合过程的多物理场数值模拟

借助流体动力学软件Polyflow对单螺杆挤出机压缩段进行简化建模与模拟仿真,研究了稳态与动态加工成型条件对螺槽流道内速度场、压力场、剪切速率场、黏度场等物理场的影响。结果表明:振动强化成型时,各物理场随时间动态变化,熔体流动性能得到显著改善,有利于提高物料的塑化性能;振幅及频率较小时,各物理场变化与稳态成型时相差不大,而较大的振幅及频率对各物理场影响较大;振动强化延长了物料的停留时间增,强了横向剪切作用有,利于提高物料的分散混合性能。     

物理场强化萃取新技术及应用

萃取技术是一个重要的分离技术，在化工、环保等很多领域具有广泛的用途。应用微波、超声场、电场、磁场强化萃取过程，可有效地提高萃取得率，缩短萃取时间，提高生产效率，而且是与“环境友好”的新技术，深受人们的青睐。本文对这四种物理场强化萃取的原理和应用研究分别予以论述，并指出了这些方法目前所存在的问题及今后研究的方向。     

通过微反应技术实现化工过程的强化

微反应技术是过程强化的产物,综述微反应技术带来的变革,分析微反应技术对化工过程的强化,介绍微反应技术的应用范围,微反应器的加工和材料方面的选择以及微反应技术的最新进展。     

物理场强化植物多糖提取研究进展

介绍了超声、微波及高压脉冲电场等物理场技术在多糖提取方面的应用,分别阐述了它们提取多糖的原理与特点,并对影响因素进行了分析,同时还探讨了物理场与其他技术协同对多糖提取的影响,最后对物理场技术提取多糖的前景进行了分析与展望.     

基于水力空化的化工过程强化研究进展

水力空化（HC）是一种利用声化学效应（即空泡溃灭时释放出的巨大能量）的高效、绿色化工过程强化技术,是国内外的研究热点。该技术具有设备造价低、可放大性强、可与其他物理及化学方法高效耦合等优点,工业应用前景广泛。本文介绍了HC现象及其特性;归纳了近年来HC技术在有机废水处理、水消毒与生物燃料制备等代表性应用的研究、应用进展以及作用机理,展示了其工业应用的潜力;总结了用于诱发HC现象的水力空化反应器的发展过程与研究现状;最后,结合发展趋势与作者的研究经历,归纳了国内外在HC研究方面存在的问题,指出了其未来发展方向,为HC技术的发展与工业应用探索提供建设性意见。     

物化法处理印染废水的研究进展

印染废水由于含有大量难生物降解有机物,且色度极高,单独的生物法难以对其有效处理。综述了近几年来国内外采用吸附、混凝、膜分离等物理方法和光氧化、电氧化、湿式氧化、Fenton氧化、微波诱导、超声催化氧化等化学氧化技术处理印染废水的进展情况和优缺点,并指出物化法与生物法相耦合将是处理印染废水经济有效的工艺。     

The chemical engineering approach to some electrochemical processes

In recent years much research has been carried out in combining electrochemical processes with chemical engineering techniques, and in general, to apply principles of analysis and design of this discipline in search for new electrochemical technologies. This paper reviews seven major areas of activity in modern applied electrochemistry where the chemical engineering approach has been successful: Fluidized bed electrochemical reactors; Bipolar particulate reactors; Pulsed electrochemical reactors; Gas phase electrochemical reactors; Electrocrystallization and electrodissolution; Enhancement of heat and mass transfer in electric fields; dynamics, modelling and optimization of electrochemical reactors.     

Reliability of complex chemical engineering processes

This paper presents a stochastic performance modelling approach that can be used to optimise design and operational reliability of complex chemical engineering processes. The framework can be applied to processes comprising multiple units, including the cases where closed form process performance functions are unavailable or difficult to derive from first principles, which is often the case in practice. An interface that facilitates automated two-way communication between Matlab^® and process simulation environment is used to generate large process responses. The resulting constrained optimisation problem is solved using both Monte Carlo Simulation (MCS) and First Order Reliability Method (FORM); providing a wide range of stochastic process performance measures. Adding such capabilities to traditional deterministic process simulators provides a more informed basis for selecting optimum design factors; giving a simple way of enhancing overall process reliability and cost-efficiency. Two case study systems are considered to highlight the applicability and benefits of the approach.     

化工过程安全运行技术研究进展

结合华南理工大学过程系统工程研究中心在化工过程安全运行方向多年的研究成果,讨论了过程安全运行中的过程监测与故障诊断技术的研究进展.根据化工生产的特点,介绍了化工过程安全运行智能辅助支持系统的结构、功能以及其中的关键技术.最后讨论了基于网络的远程监测与诊断技术.     

共沸蒸馏在化工生产中的应用与研究进展

共沸蒸馏为共沸物或相对挥发度接近于1的非理想物系的分离过程提供了选择。介绍了蒸馏残余曲线图的热力学原理,并以反应蒸馏生产乙酸乙酯工艺为例说明了蒸馏残余曲线图在流程设计等方面的应用。分别从夹带剂选择、过程设计、过程集成强化、过程控制等角度阐述了共沸蒸馏过程相关理论研究进展;在应用方面,主要综述了乙醇、异丙醇稀溶液、稀乙酸等脱水及回收利用情况,共沸蒸馏过程强化反应蒸馏、变压共沸蒸馏、共沸蒸馏耦合膜分离研究进展情况以及反应蒸馏工艺的局限性,并对其未来的发展前景作了展望。     

Improvement of chemical engineering processes using systems analysis

Simple methods of systems approach and technical and economic analysis at the early stages of development of chemical process flow diagrams are proposed. Disadvantages are revealed in a number of commercial processes, in particular in technologies for producing pure 1-butene from butane-n-butene fractions, isoprene from isobutene-containing mixtures and formaldehyde, diisopropyl ether from propene-propane fractions, and methyl tert-butyl ether from tert-butanol and methanol. Using systems approach, new technologies are developed that make it possible to obtain the specified products at substantially lower (by a factor of 1.5–3) energy consumption and lower feedstock consumption. The developed technologies are recommended for the modernization of existing productions and the construction of new ones.     

化学驱物理模型进展与应用

化学驱油实验对提高原油采收率具有指导意义,驱油物理模型的选择与制作是驱油实验的关键环节。文章综述了一维、二维、三维3种化学驱物理模型的制作方法,探讨了不同类型模型的特点,并指出了模型中存在的主要问题;介绍了3种驱油模型在化学驱中的应用,进一步总结了化学驱物理模型的发展趋势。     

从多尺度到介尺度——复杂化工过程模拟的新挑战

化工过程普遍面对具有多尺度结构的复杂系统,而作为从基本单元相互作用形成系统整体行为与功能的关键环节,介尺度结构对化工过程的定量描述和定向调控具有重要意义。同时,化学、材料、生物、物理和系统科学等领域也都逐步认识到各自的介尺度问题及其共同特性。这表明对介尺度结构与行为共性的深入研究将对科学界产生全局性的影响,同时也表明这样的研究必须通过多学科充分交流、紧密合作才能取得重大进展。本文试图从多尺度研究的背景出发探讨化工及相关过程中介尺度模拟的意义、挑战和方法,并展望其发展。     

Topographical and chemical characterization of polymer surfaces modified by physical and chemical processes

Nanoscale changes to the surface of polymeric materials enables changes in materials' adhesion, wettability, printability, chemical functionality, and bioactivity, while maintaining desirable bulk properties. Polymer surface modification is therefore used in applications such as antimicrobial or non‐fouling materials, biosensors, and active packaging. The range of available modification and analytical techniques used across laboratories prevents accurate comparison of techniques in terms of their effects on surface chemistry and topography. It was therefore our goal to evaluate the effects of four surface modification techniques (chromic acid, piranha solution, ultraviolet irradiation, and oxygen plasma) on polyethylene films. Changes in surface chemistry and topography were quantified using attenuated total reflectance (ATR) Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), contact angle measurement, and direct measurement of available surface carboxylic acids. Roughness increased in the order: piranha (57.7 nm); oxygen plasma (76.3 nm); UV irradiation (76.4 nm); chromic acid (120 nm). Hydrophobicity decreased in the order: piranha (77.20), chromic acid (73.50), oxygen plasma (61.70), UV irradiation (58.70). Functionalization (by IR absorbance intensity between 1680–1780 cm⁻¹) increased in the order: oxygen plasma (0.06), piranha (0.09), chromic acid (0.34), UV irradiation (0.50). By analyzing these methods using consistent analytical techniques, side‐by‐side comparisons have been accurately made. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011