相变浆液中甲烷水合物的生成过程强化

利用相变材料（PCM）正十四烷的固液相变过程,吸收甲烷水合释放的热量,实现了直接换热强化水合过程的目的。正十四烷与水混合制成相变乳液（PCE）,经冷却后形成浆液。在半间歇水合器中,测定并计算了甲烷水合物在此浆液中的收率和生成速率。为了提高计算的准确性,设计了一套PVT装置,通过减压法实验测定了低温条件下甲烷在正十四烷中的溶解度。实验结果表明：低温条件下,甲烷在正十四烷中的溶解度与压力基本呈线性关系;相比于间接传热方式下的水合过程,相变浆液中甲烷水合物收率及生成速率得到了有效提升。     

甲烷水合物在纯水中的生成动力学

The kinetic behavior of methane hydrate formation in pure water was investigated.12 sets of experimental data on methane hydrate formation were determined at temperatures ranging from 273.65 to 276.15K and pressures ranging from 4.47 to 8.47MPa.The duration of three stages in methane hydrate formation,known as the dissolution,nucleation and growth periods,that are lacking in open literature,was obtained.The effect of pressure and temperature on the kinetics of methane hydrate formation was also studied.     

撞击流反应器中反应动力学研究

实验已经表明，浸没循环撞击流反应器（SCISR）的主要特点是撞击区能显著强化微观混合且存在压力波动，对于若干反应体未例如正丁璃与浓硫酸反应等．SCISR显示出明显优于搅拌反应釜的反应动力学性能．在相同条件下，浸没循环撞击流反应器中所测的正丁醇与浓硫酸反应速照常数K比搅拌槽反应器高约20％。     

撞击流反应器中反应动力学研究

浸没循环撞击流反应器(SCISR)的主要特点是撞击区能显著强化微观混合且存在压力波动.对于若干反应体系例如正丁醇与浓硫酸反应等,SCISR显示出明显优于搅拌反应釜(STR)的反应动力学性能,在相同条件下,浸没循环撞击流反应器中所测的正丁醇与浓硫酸反应速率常数k比搅拌槽反应器高约10%.     

甲烷水合物在纯水中的生成动力学

引言一些低分子量气体,如石油和天然气中C_1～C_4轻烃、氮气、硫化氢、二氧化碳和惰性气体等,在一定压力和温度的条件下可与水形成一类笼形结构的冰状晶体,即所谓的气体水合物．气体水合物是一类较为特殊的包络化合物：主体水分子通过氢键相互结合形成一种内含空隙的笼形框架,客体分子则被笼罩于这些空隙中．主、客体分子之间的作用力为vanderWaals力．水合物晶体最为常见的两种结构分别称为结构I（体心立方构型）和结构Ⅱ（金刚石构型）．甲烷和水形成结构I水合物．文献阐述了开展水合物生成动力学研究的重要意义．但由于水合物生成…     

流动状态对甲烷水合物生成速率影响的研究

为了研究流动状态对甲烷在油包水乳液中降压形成水合物过程的影响,在温度为273.35 K,初始压力为6.80 MPa的条件下,进行了一系列不同搅拌速度下甲烷水合物的生成实验。实验结果表明,各组反应的水合物初始形成压力基本一致,诱导时间的长短无规律性。随着搅拌转速的增大,甲烷气体的吸收速度和水合物的生成速度均随之增大。但到达700 r/min后,搅拌转速的继续增加对吸收和水合过程的影响作用并不明显。     

浸没循环撞击流反应器中的微观混合

Micromixing in the submerged circulative impinging stream reactor (SCISR) developed by the authors is investigated with the Bourne's reaction scheme. The values measured for the impinging velocity, u0, under the conditions of SCISR normal operation, only is of the order of 0.1m·s-1, are much slower than that inferred, suggesting low power requirement for operation. The values of the characteristic time constant for micromixing, tM, determined in the impinging velocity range of 0.184m·s-1 相似文献   

撞击流反应器撞击面稳定性研究进展

撞击流技术因其良好的混合特性近些年用于强化制备超细粉体反应中的混合过程。撞击面的稳定影响反应器内的混合效果,所以本文对撞击面稳定性的研究进行了综述。撞击流反应器不同结构形式包括平面撞击流、轴对称撞击流和微型撞击流等。文中简述了撞击流稳定性的实验研究手段,分析轴对称撞击流反应器的径向偏转振荡的起止条件和不同喷嘴间距下的轴向偏移振荡规律,并且分析平面撞击流反应器的撞击面偏转周期以及偏转振荡的起止条件。得出轴对称撞击流与平面撞击流撞击面驻点的振荡对混合都有促进作用,并且偏移振荡周期不定,轴对称撞击面偏移振幅与喷嘴间距和雷诺数相关。平面撞击流的偏转振荡周期与进口流速成反比,反应器结构参数是撞击流稳定性的影响因素之一。根据轴对称撞击流偏移振荡对混合的促进作用,本文提出一种新型的预设流量波形双组撞击流反应器。新型撞击流反应器的独特结构克服了物料反应通道单一缺点,通过预设波形控制其进口流量,增大其撞击面偏移振幅,消除撞击面无序振荡,使流动轨迹扩展,扩大混合区域,并设计实验装置与方法讨论动态流量撞击流反应器撞击面稳定性对混合效果的影响。最后,本文对轴对称撞击流反应器的混合性能研究前景进行展望。     

浸没循环撞击流反应器内的压力波动

Pressure fluctuation in the submerged circulative impinging stream reactor （SCISR） is studied by measuring the dynamic pressure with micro pressure sensors of high accuracy, with water as the process material. Experimental results show that the maximum amplitude of fluctuation can be up to about 1.6kPa. On the power spectra the fluctuation is relatively concentrated in the range of 〈1000Hz, with some weak peeks in acoustic wave range. The space profile of intensive fluctuation region in the reactor is determined. The region is found to take the form of a couple truncated cones of empty core, with coincided bottoms, and is symmetrical with respect to the impinging plane and approximately symmetrical about the axis, essentially independent of u0. The integral intensity of fluctuation increases as the impinging velocity, Uo increasing.     

撞击流反应器撞击区流动特性研究

为研究撞击区的流动特性,在有效容积为160 L的撞击流反应器内,以水为介质,饱和KCl溶液为示踪剂,用电导法测定了不同导流筒出口间距和撞击流速下的示踪剂浓度曲线,并通过多釜串联模型拟合得到了撞击区的平均停留时间及模拟釜数。结果表明:导流筒出口间距减小,撞击流速增大,撞击区平均停留时间减小,釜数减小;撞击流速为2.0 m/s时,撞击区内流型接近于全混流。停留时间分布主要受撞击流速的影响,增大流速有利于促进撞击区中的宏观混合。     

撞击流反应器用于甲醇合成反应

撞击流反应器用于气液固三相甲醇合成反应可以充分发挥其优良的传热、传质性能。在撞击流反应器内,催化剂浆料经喷嘴雾化后成微米尺度的液滴,气液相间接触面积远大于其他三相合成反应器。考察了温度、压力、气体流量、浆料循环量以及喷嘴个数对甲醇合成反应的影响,结果表明,当压力从3.8 MPa上升到5 MPa时,反应器的时空产率增长了近1倍,气体流量达22.4 L·min^-1后时空产率几乎不再变化,增加浆料循环量以及在同一循环量下采用多喷嘴对置都可以增加催化剂时空产率。同时,与固定床、搅拌釜和浆态鼓泡床甲醇合成进行了对比,结果表明,在低空速下撞击流反应器与其他反应器时空产率相当,而在高空速下要优于其他反应器。     

撞击流式反应器内水合物法分离沼气中CO2研究

实验考察了撞击流式反应釜内水合物法分离沼气中CO₂的特性。选取纯水和十二烷基硫酸钠（SDS）两个不同的体系,考察了水合物生成过程中压力、温度、撞击强度的影响。实验结果表明在纯水体系和SDS体系下压力的升高均有利于水合物的快速生成,但并不利于沼气中的二氧化碳捕集;实验通过改变撞击流式反应器的撞击强度发现,当撞击强度为0.128时,CO₂分离因子(S.F.)在纯水和SDS两种体系下均达到最大,纯水体系下S.F.的最大值为138.9,SDS体系下S.F.的最大值为64.5;实验结果表明添加剂SDS可以促进水合物的生成,最适宜的浓度为600 mg/L,此时耗气量、CO₂水合率S.Fr.(CO₂)和CH₄水合率S.Fr.(CH₄)达到最大,但SDS对CH₄水合物生成过程的促进作用大于CO₂水合物,反而不利于CO₂的分离,降低CO₂的分离因子。     

甲烷与冰快速形成天然气水合物的影响因素研究

设计了冰-气生成天然气水合物的实验装置,对由冰和甲烷反应生成天然气水合物的影响因素进行实验研究。结果表明,压力越高,温度越低,冰粒越小,越有利于水合物的生成,促进水合物快速形成的搅拌速度和促进剂浓度最佳值分别是800 r/min和800 mg/L。     

Study on methane hydrate formation using ultrasonic waves

Methane hydrate is a kind of gas hydrate and has the crystal structure I. 1 m³ of methane hydrate can be decomposed to a maximum of 172 m³ of methane gas in standard conditions. If this characteristic of methane hydrate is reversely utilized, natural gas, which mainly consists of methane gas, is fixed into water in the form of hydrate solid. However, when methane hydrate is formed artificially by simply reversing its process of natural generation, the amount of methane gas consumed owing to hydrate formation is fairly low, which would be problematic for its massive synthesis and application. In this study, experiments are carried out with the goal of increasing the amount of gas consumed by using ultrasonic waves. The power for maximum gas consumption was observed at 150 W, and the amount of gas consumed was four times higher than that at 0 W at the subcooling temperature of 0.5 K. The ultrasonic waves are more effective at the subcooling temperature of 5.7 K than at the subcooling temperature of 0.5 K, and are another effective method for enhancing methane hydrate formation and reducing the hydrate formation time.     

撞击流反应器处理含苯酚废水的实验研究

以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂,用撞击流反应器对模拟含苯酚废水进行了萃取除酚的研究。在相同条件下,与传统反应器相比,撞击流反应器单级萃取分配比可提高约20%。通过实验得到撞击流反应器适宜的操作条件,在此条件下除酚率在95%以上。     

Desulfurization in the gas-continuous impinging stream gas-liquid reactor

An investigation is made to evaluate the flue gas desulfurization (FGD) by absorption in a gas-continuous impinging stream gas-liquid reactor recently developed for systems involving fast reaction(s) in liquid. The mixture of air and SO₂ was used as the pseudo-flue gas and Ca(OH)₂-water suspension as the absorbent. By employing horizontal two-impinging streams, the reactor is simple in structure with few internal parts, while exhibits satisfied overall performance for FGD. Under moderate conditions, the content of SO₂ in the cleaned gas can achieve a level much lower than that permitted, while the pressure drop across the device is about 400 Pa only. The influences of some operating and structural parameters, such as V_L/V_G, Ca/S mole ratio, SO₂ concentration in flue gas, impinging distance S, and nozzle location, etc., are examined. The gas-film mass transfer coefficient, k_G, is determined based on Sauter mean diameter of spray droplets. The results show that k_G is essentially independent of concentration of SO₂ in flue gas, implying the process can be considered to be controlled by diffusion through gas film. The relationship between k_G and impinging velocity, u₀, is fitted to be with the standard deviation of , suggesting u₀ is a strong effecting variable on mass transfer, and, consequentially, important operating variable. In the range of u₀ from 5.53 to , the values determined for the volumetric mass transfer coefficient, k_Ga, are 0.577-, and those for k_G are ranged from 0.00641 to .     

浸没式撞击流反应器流场涡特性的数值研究

利用大涡模拟（LES）方法研究了撞击流反应器内流场涡特性,分析撞击区域流体流动特征。改变进口速度、喷嘴间距,讨论流场速度、涡量和平面涡能量分布规律,并分析了流场流型、涡演化过程和涡核形式。在反应器内靠近撞击驻点的涡尺寸小、脉动性高,随着撞击距离的增加,流体速度逐渐减小,涡影响范围变大。平均涡量和平均涡能量随进口速度的增加,先增加后减小。结合Q判据分析了反应器内涡的演化过程和流体流型。根据径向射流涡的演变过程,得到径向射流两侧涡演化的周期,在0.15~0.20 s之间。撞击区的涡结构主要为马蹄涡和肋状涡,在出口位置存在涡环。研究结果为深入分析撞击流反应器流体运动规律和优化反应器提供了理论参考。     

浸没式撞击流反应器流场涡特性的数值研究

利用大涡模拟（LES）方法研究了撞击流反应器内流场涡特性,分析撞击区域流体流动特征。改变进口速度、喷嘴间距,讨论流场速度、涡量和平面涡能量分布规律,并分析了流场流型、涡演化过程和涡核形式。在反应器内靠近撞击驻点的涡尺寸小、脉动性高,随着撞击距离的增加,流体速度逐渐减小,涡影响范围变大。平均涡量和平均涡能量随进口速度的增加,先增加后减小。结合Q判据分析了反应器内涡的演化过程和流体流型。根据径向射流涡的演变过程,得到径向射流两侧涡演化的周期,在0.15~0.20 s之间。撞击区的涡结构主要为马蹄涡和肋状涡,在出口位置存在涡环。研究结果为深入分析撞击流反应器流体运动规律和优化反应器提供了理论参考。     

外循环撞击流反应器微观混合性能研究

在有效容积为160 L的外循环撞击流反应器(ECISR)内,以酸碱中和与氯乙酸乙酯水解的平行竞争反应为工作体系,对反应器内微观混合性能进行了研究,考察了不同的进料时间、进料位置、循环流量对该平行竞争反应副产物分布的影响,通过副产物收率即离集指数X Q的变化来表征微观混合的效果。研究结果表明:撞击区上部(400mm)进料微观混合效果最好,反应器顶部最差;当进料位置和循环流量不变时,进料时间达40 min以上,X Q不再随进料时间的延长而降低;循环流量达到6 000 L/h时,微观混合效果最佳,再升高循环流量微观混合提升已不明显。