基于三维电极体系的难生物降解有机物电催化氧化动力学

采用三维电极电催化反应器考察了反应电压、TiO2催化剂和NaCl添加量、曝气/水体积比和温度等因素对于癸二酸生产废水电催化氧化反应速率常数的影响。结果表明,反应时间相同时,可通过增大反应电压、增加TiO2催化剂和NaCl添加量、增大曝气量、提高反应温度等手段获得较大的反应速率。根据现有相关理论和实验数据,提出了对反应器出水COD的经验预测模型,并通过实验得出了模型中的各个参数。模型的提出能够指导实际反应器的准确设计并为工业应用提供依据。     

三维电极氧化降解炼油废水中酚类的试验研究

用自制金属氧化物粒子电极在三维电极反应器中降解酚类,试验分析曝气流量、进水pH、电解电压、粒子电极填充量及反应时间对三维电极氧化降解炼油废水中酚类去除效果的影响,得出最佳反应条件:曝气流量为0.5L/min,不调节进水pH6.5,电解电压12 V,粒子电极投加量为100g,反应时间为60 min,在此条件下对酚类浓度为...     

两相流电磁成像测量正演模拟分析

应用有限元方法对两相流动电磁成像测量进行正演仿真,模拟不同测量组合下各种流型的电势分布,并简单考察了电极数目和电极尺寸对电势分布的影响,然后模拟6种典型测量敏感场.仿真结果表明,介质分布不同是影响电势分布差异的根本原因,电极数目对测量结果影响很小,电极尺寸的影响较大,敏感场分布不均匀,不对称,且存在负值.正演模拟的结果为仪器优化设计和下一步图像重构奠定基础.     

超短接触旋流反应器内颗粒轨迹数值研究

利用Fluent研究不同粒径、入口位置以及不同气固相速度下的颗粒运动过程及粒子的分布规律,求解过程中采用离散随机轨道模型。结果表明:①颗粒粒径越大,颗粒在进料管内回转往复停留时间较长,同时混合腔内颗粒运动的回转半径也越大,有利于催化剂颗粒的流动扩散,增强气固接触效果。②入口位置对反应器内颗粒的运动规律影响不大。③气固相速度发生变化时,气相速度对颗粒运动过程影响较大。     

甲烷介质阻挡放电等离子体转化的研究

运用4个介质阻挡放电反应器,考察了甲烷介质阻挡放电等离子体转化过程中,高压电极位置、放电间隙、内电极形式、氢气与甲烷的体积比、空气冷却方式等因素对甲烷转化率和产物分布的影响。实验结果表明,高压加于外电极时甲烷的转化率明显低于加于内电极时甲烷的转化率;对外电极进行空气冷却后,反应温度升高速率变缓,可将反应温度控制在理想范围(60～150℃)内,同时可获得较高的甲烷转化率,且操作安全。反应器参数对甲烷转化率有明显的影响,而对产物分布影响不显著,主要产物为乙烷、乙烯和丙烷。在反应系统中加入氢气,在氢气与甲烷的体积比为1.50时,C2烃选择性为74.50%。     

搅拌式环己酮氧化反应器的CFD分析

采用CFD数值模拟技术,基于RNG k-ε方程和欧拉多相流模型,对环己烷氧化生产环己酮装置中的搅拌鼓泡式氧化反应器进行了全尺寸的数值模拟,研究了液体进料位置、空气分布器结构,对反应器内部流动状况、气体分布和温度分布的影响.结果表明,原反应器设计存在液体入口堰位置偏高、冷烷进料位置不佳、空气分布器结构不甚合理及搅拌效果不良的问题.根据研究结果对反应器整改后,反应效果显著改善,较开车初期单耗降低100～130 kg/t.     

负载不同金属催化剂的SPE电极电催化苯加氢性能的研究

考察了负载不同金属催化剂的SPE电极对苯电催化加氢的催化活性.研究结果表明,在反应温度50℃、0.5mol/L硫酸作阳极液时,SPE电极对苯加氢电催化活性大小顺序为Pt Rh-SPE复合电极＞Pt-SPE电极＞RhSPE电极＞Pt Pd-SPE复合电极.在Pt Rh-SPE复合电极中Rh的含量影响其催化性能,铑含量高(60%)比含量低(35%)的催化性能好.     

组合式旋流反应器单体排布方式数值优化

为了增强旋流反应器的处理能力,通常将旋流单体并联到一个组合容器内部使用,但由于混合相在容器内部分布不均单体分离效率将大幅降低。为提高旋流器组整体分离效率,以处理量为20 m~3/h的组合式旋流反应器并联装置为研究对象,采用国际上通用的数值模拟软件对组合容器内部流场进行数值模拟分析,并通过方差分析确定了最佳的旋流单体排布方式。研究结果表明:不同旋流反应器单体之间存在着液相介质分配不均现象,不同位置的旋流器压降及入口处油相体积分数均有较大差异;优化后的排布方式很大程度上降低了各单体入口处油相浓度分布差异,使组合容器内每个旋流器单体工作运行流场均匀稳定。该研究结果可为提高组合容器内旋流器单体的分离性能及改善组合容器的整体分离效率提供参考。     

基于无网格方法的圆柱型催化剂体相温度分布数值模拟

以真实圆柱型加氢裂化催化剂三维体相环境为计算实体,以模拟工业运行温度的定值函数作为边界条件,采用无网格数值方法求解傅里叶传热方程,并使用计算结果分析加氢裂化催化反应过程中外界温度对于催化剂内部温度分布的影响。结果表明,实际加氢裂化反应过程中,催化剂颗粒内部并非等温,外界的反应温度以及催化剂颗粒内部的热点分布对于催化剂团簇内部的温度场分布有一定的影响。催化剂体相内部的平均温度也随着反应体系放热情况、催化剂粒径、原料油密度、反应空速以及催化剂内部热点分布情况的不同而有所变化。     

电催化氧化处理N-甲基二乙醇胺废水

将N-甲基二乙醇胺（MDEA）与去离子水按一定比例混合,制得MDEA模拟废水,然后选用电催化氧化技术,研究了去除模拟MDEA废水中总有机碳（TOC）的最佳工艺条件,并应用于工业MDEA废水的处理试验。结果表明:电催化氧化法净化处理模拟MDEA废水最佳工艺条件为:MDEA废水的初始pH值为9,Cl-的初始质量浓度为5 000 mg/L,以Ti/RuO2-IrO2电极为正极,电极板间距为2 cm,工作电流为4 A;在此最佳处理工艺条件下,模拟MDEA废水经电催化氧化处理8 h的TOC去除率为91.90%,而工业MDEA废水在同等实验室处理条件下的TOC去除率仅为52.79%,这可能是因实际工业MDEA废水中含有噻吩、苯并三唑、苯环类等复杂有机物且具有更高的化学稳定性,较难处理所致。     

工艺参数对短接触旋流反应器内颗粒流动特性影响的数值研究

运用欧拉双流体模型对新型短接触旋流反应器内气、固两相流场进行了数值模拟,考察了操作参数和颗粒直径对反应器内颗粒流动分布的影响。结果表明,操作气速大于基准条件会降低反应器混合腔内的气 固接触效果,而在不影响流化状态的情况下适当增大催化剂的质量循环流率对催化剂的均匀分布有利。在基准操作条件下,5和30μm粒径颗粒在反应器内的浓度分布梯度较大、均匀性较差,并且5 μm颗粒与反应产物的分离也不彻底。因此,催化剂宜选用平均粒径为10μm左右的颗粒,既可以强化接触效果,也不会出现返混夹带现象,保证后续工艺流程的顺利进行。催化剂颗粒是否均匀分布是影响反应收率的最主要因素之一,本研究结果为短接触旋流反应器的工业应用及性能改进提供了重要的理论参考依据。     

循环流速对环管反应器内液-固二相流动影响的CFD模拟

以聚丙烯工艺中的环管反应器(包括环管与轴流泵)为研究对象,首先通过CAD软件绘出该反应器的三维模型,然后在Gambit软件中划分该系统的网格。在此基础上,建立了环管反应器内液-固两相的"颗粒动力学-欧拉双流体"模型。其中,采用颗粒动力学描述固相(颗粒相)黏度与压力,采用多重坐标系模型描述轴流泵。采用上述模型模拟了循环流速对环管反应器内液-固两相流动行为的影响。结果表明,高循环流速有助于颗粒在环管"直管"部分均匀分布,但将造成颗粒在环管"弯管"部分不均匀分布。     

压裂返排液电催化氧化解交联降黏分析

为了研究电催化氧化技术处理压裂返排液中的主要有机物羟丙基胍胶降黏机理,考察了处理条件如处理时间、处理温度、电流密度等对模拟羟丙基胍胶基压裂返排液黏度、硼赋存形态的影响,以及通过极板电子交换的直接氧化与电化学过程生成的活性氧化物的间接氧化对羟丙基胍胶降解的影响.研究表明,羟丙基胍胶压裂返排液的降黏率随电催化氧化处理时间延...     

旋流反应器内颗粒停留时间分布的CFD模拟

采用欧拉双流体模型对旋流反应器内气固两相流动进行数值模拟,附加无反应组分输运方程研究颗粒停留时间分布(RTD),并考察了操作参数和催化剂粒径对RTD的影响。结果表明,旋流反应器内RTD曲线为单峰分布,切向入口气速越大,颗粒RTD无因次方差减小,流动越接近平推流。增大颗粒循环量可减少颗粒平均停留时间,但加剧了颗粒返混。此外,平均停留时间随颗粒粒径增大,呈现出先增大后减小的趋势,且颗粒越小,返混越严重。     

基于粒群衡算的环管反应器中聚丙烯颗粒粒径分布影响因素的分析

 在液相本体法环管反应器聚丙烯生产过程中, 聚丙烯颗粒粒径分布影响聚合速率、气力输送、后处理工序生产成本和最终的聚丙烯物性,特别是对后续工序有流化床烯烃共聚的工艺有重要影响. 为预测环管反应器中聚丙烯的粒径分布, 考察各操作变量和动力学参数对聚丙烯粒径分布的影响, 运用了粒群衡算方法. 在综合分析环管反应器中物料流型、聚丙烯颗粒动力学和聚丙烯颗粒生长的基础上, 建立了稳态操作时聚丙烯颗粒粒径分布预测模型. 模型计算结果表明, 当单一粒径催化剂进料时, 随着催化剂粒径或是预聚合与主聚合反应温度的增加, 聚丙烯粒径分布向大粒径方向偏移, 且分布变宽; 相比于反应温度, 催化剂粒径作用更为显著. 同时发现, 丙烯进料流速粒径, 而且也影响其粒径分布曲线, 并在一定的质量比下会出现双峰颗粒粒径分布曲线.     

电催化水分解催化剂的研究进展

为了解决工业革命带来的能源短缺和环境污染问题,亟需寻找可持续、清洁、高效的能源,氢气的燃烧产物只有水,是一种可替代化石燃料的无污染、可再生的理想清洁能源。通过电催化水分解制氢可实现零碳排放,被认为是最清洁和可持续的方法。总结了电催化析氢反应和析氧反应催化剂的研究进展,概述了其内在反应原理以及提高催化剂电催化水分解性能的设计方法,从贵金属基催化剂和非贵金属催化剂两方面展开讨论,介绍了增强催化剂电催化水分解活性的方法及目前催化剂面临的挑战,并对研究前景进行了展望。     

离心泵气液两相流数值分析

为了研究离心泵气液两相流对于该泵扬程和效率的的影响,首先采用CFD中的Fluent6.3进行单相流数值模拟与试验结果对比,说明了数值模拟的可靠性;然后采用Mixture模型计算出在设计工况下,不同气相浓度、不同气相颗粒直径在内部流场的液相分布情况,模拟结果表明:增大气相浓浓度和气相颗粒直径都会导致扬程、效率下降,且增大气相浓度对扬程、效率的下降特别显著;     

催化裂化装置动态机理模型的应用：反应控制策略分析

应用催化裂化装置支柱机理模型及其仿真软件平台,对反应温度和反应热两种反应控制策略进行了分析比较。在反应压力控制回路片地开环的情况下,反应温度控制时系统不稳定,而采用反应热控制时系统则是稳定的。反应压力闭环控制后,从控制器给定值改变后各变量的动态响应来看,反应温度控制时系统动态变化时间较长,各变量变化幅度较大,而采用反应热控制时系统动态变化时间短,各变量变化幅度也较小。