处理高硫酸盐、氨氮含量有机废水所产气体利用研究

利用将厌氧处理、好氧硝化和同步脱硫反硝化(SDD)相结合的工艺,来实现废水中高浓度的SO42-、NH3-N以及有机污染物的同步去除。研究了不同因素对厌氧处理过程的总产气量和H2S产气量的影响,研究了将含H2S气体注入SDD反应器对SDD过程的影响,研究了利用自产气体对厌氧反应器吹脱对厌氧过程的影响。结果表明,将厌氧反应器产生的含H2S的气体通入SDD反应器,可以提高反硝化的效率,同时也减少了对H2S气体回收的成本。利用自产气体对厌氧反应器进行吹脱,可以有效地降低厌氧反应器中H2S的含量,提高系统的处理效率。     

生物滴滤塔脱除沼气中H2S的试验研究

采用生物滴滤塔去除沼气中H2S,研究了脱硫细菌的培养驯化过程,影响脱硫效率的主要因素和冲击负荷对反应器的影响。试验结果表明,进气量控制在0.2 L/min、pH为7、循环液喷淋量为4 L/h、气水比为3∶1,系统温度控制在30℃时,系统的运行效果最佳,H2S的去除效率保持在90%以上。在短时间内,反应器在超负荷下可以稳定运行。     

黄贮玉米秸秆在全混流、竖向推流、折流板竖向推流反应器中的厌氧发酵特性

为提高厌氧发酵的效率和秸秆利用率,将玉米干秸秆经过物理生物联合预处理形成黄贮玉米秸秆。本研究通过实验考察了黄贮玉米秸秆在竖向推流反应器（vertical plug flow,VPF）、全混流反应器（continuous stirred tank reactor,CSTR）和由本文作者课题组首创的折流板竖向推流反应器（baffled vertical plug flow,BVPF）中的厌氧发酵产气性能。结果表明,VPF反应器在有机负荷率（organic loading rate,OLR）为0.5gVS/(L·d)时运行良好,但提高OLR会出现出料困难的问题。CSTR有搅拌装置,所以反应器能够快速达到产气平衡。在OLR为1gVS/(L·d)时,BVPF达到稳定所需时间比CSTR多7天,但最终趋于稳定时CSTR和BVPF反应器的单位挥发性固体（volatile solid,VS）的日产气量分别为390.9mL和382.4mL。在OLR为2gVS/(L·d)时,BVPF达到稳定所需时间仅比CSTR多2天,稳定时CSTR和BVPF反应器的单位VS日产气量分别为291.3mL和294.9mL。此外,3种反应器在运行阶段,pH和VFA/TIC值都能维持稳定。在提高OLR后,BVPF和CSTR能够达到新的平衡状态。本实验结果表明VPF反应器只能用于低OLR的情况;CSTR达到稳定状态所需的时间较短,但CSTR和BVPF在稳定运行时的产气效率基本持平。由于BVPF的耗能量、耗水量低,因此该类反应器有良好的商业应用前景。     

温度特性对理想反应器效率的影响

本文利用数值分析方法,研究了温度特性对理想全混流反应器(CSTR)和平推流反应器(PFR)效率的影响。研究结果表明:在等温条件下,对于在理想反应器中发生的单一一级不可逆反应,PFR的效率高于CSTR;在绝热条件下,对于在理想流动反应器中发生的单一一级不可逆反应,当反应为放热反应时,CSTR的效率高于PFR;当反应为吸热反应时,PFR的效率高于CSTR。基于上述比较结果可知,理想反应器的效率不仅与其类型相关,而且还与反应器的温度特性及反应的热效应有关。上述结果可对理想反应器的选型提供有效的指导。     

反应级数对理想反应器组合方式效率的研究

对于不同级数的不可逆反应,研究了其在全混流反应器(CSTR)与平推流反应器(PFR)不同组合方式中的最终转化率。对两种理想流动反应器的不同组合方式,如CSTR+PFR串联、PFR+CSTR串联及CSTR与PFR并联,反应的最终转化率随反应级数的不同而变化。当反应级数为负值时,CSTR与PFR并联组合方式的最终转化率最高;当反应级数为0~1之间的数值时,CSTR+PFR串联组合方式的最终转化率最高;而当反应级数大于1时,PFR+CSTR串联组合方式的最终转化率最高;当反应级数为0时,三种组合方式具有相同的最终转化率;但当反应为一级不可逆反应时,两种反应器串联时的最终转化率相同,并高于两种反应器并联时的最终转化率。     

CSTR厌氧发酵产氢系统中载体强化的研究

利用糖蜜废水作为发酵底物,以有效容积为5.4 L的连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为反应装置,考察了载体强化(颗粒状活性碳)对生物制氢工艺的影响。研究表明,CSTR反应器采用经好氧曝气预处理的污泥作为接种污泥,温度控制在36°C,水力停留时间(HRT)6 h。有机负荷(OLR)在8～24 kg/m3d的范围之间变化时,可以发现产气量和产氢量随着OLR的提高而有所增加。发酵气体的主要成分是CO2和H2,其中H2的含量为38.4%～41%。反应器在OLR 24 kg/m3d时得到了最大产氢率3.56 L。另外,OLR和VSS/SS两者呈现明显的反比关系,线性关系可以表示为y=-0.6x+78(r2=0.4948)。颗粒状活性碳能使产氢系统中氢气的产量、pH值和液相发酵产物更加稳定,可作为发酵产氢的载体强化材料。     

低温催化剂CT6-13在硫磺回收尾气加氢反应器中的应用

本文介绍了低温催化剂CT6-13在硫磺回收装置尾气加氢反应器中的使用情况。实际生产数据表明,CT6-13具有较好的低温加氢水解活性,反应器的入口温度为230℃时,CT6-13催化剂可将克劳斯尾气中的S、SO2完全加氢为H2S,同时可将尾气中的有机硫COS、CS2完全水解为H2S。与常规的高温尾气加氢催化剂要求的反应器入口温度280℃相比,CT6-13的操作温度大幅降低,节能降耗效果显著,且操作弹性强。     

介质阻挡放电等离子体脱除硫化氢的能效优化研究

为提高介质阻挡放电(DBD)系统降解H2S的能量利用效率,以同轴DBD反应系统为对象,从谐振特性和功率特性两方面研究了DBD放电系统的电气参数和反应器几何参数对反应器能量输入和H2S脱除效果的影响。研究发现,放电频率与负载电压之间的谐振特性直接影响H2S脱除效率,在谐振频率点脱除效率最大。谐振频率的大小受负载电压和反应器几何参数的影响,其原因可以归结于介质层等效电容的变化。DBD放电有效功率与放电频率、负载电压和反应器几何参数间存在量化规律P=A·L·f·Vn,且在相同的负载电压下,谐振频率点的能量输入效率ηP最大。其他条件不变的情况下,放电区域长度越大,H2S脱除效率越高;放电气隙的大小存在最优值,本文中最优的放电气隙为5 mm。     

富燃料条件下CH4对H2S氧化及COS和CS2生成的影响

研究了H2S/CH4的富燃料燃烧过程,考察了三种燃气比例(H2S与CH4体积比为4:1,1:1,1:4)下,CH4对H2S氧化及COS和CS2生成过程的影响.实验过程中,采用同轴双通道烧嘴,H2S与CH4经烧嘴中心通道进入射流反应器,空气经烧嘴环隙通道进入反应器,形成扩散火焰,测定了稳定后反应器中心轴向各位置的温度和气...     

CSTR配备的不同类型控制器的参数整定及寻优

以水合法制丙二醇为例,利用Ziegler-Nichols法及经验法考察了CSTR反应器配备的比例控制器(P)、比例积分控制器(PI)及比例积分微分控制器(PID)的控制参数对CSTR反应器控制效果的影响,进而确定其优化的控制参数值。动态模拟结果表明:当配备P型控制器且控制参数kc=2×107时,控制效果最好,但存在控制余差;当配备PI型控制器时,利用Ziegler-Nichols法对控制参数进行调试;当配备PID型控制器时,采用与PI型控制器相同的控制参数整定方法,能够满足对CSTR反应器的控制要求。     

储油罐硫铁化物自然氧化倾向性的研究

含硫原油储罐中的H2S与内壁铁的主要腐蚀产物Fe2O3 、Fe(OH)3反应生成不同形式的硫铁化物,硫铁化物的氧化放热是引起含硫油品储罐着火的主要原因.研究了硫化温度对Fe2O3硫化产物氧化倾向性的影响,分析了其硫化产物的生成机理.同时考察了不同硫化方式对Fe(OH)3硫化产物的氧化倾向性的影响.结果表明,硫化环境温度越高,硫化产物的氧化倾向性越强,常温下生成的FeS 与S随着温度的升高发生反应生成Fe3S4和FeS2;Fe(OH)3与氢硫酸生成的硫铁化物的自燃性较H2S强.     

焦化汽油贮藏中的硫化铁自燃机理与预防

硫化氢的腐蚀问题广泛地存在于石油，天然气和其它一些工业中，硫化氢腐蚀后生成硫化铁，硫化铁自燃可引发火灾，国内的几起重大的炼油厂火灾事故几乎均由硫化铁的自燃引起，本文分析了硫铁矿FeS2的形成及其自燃机理，并对如何预防此类事故的再发生作了一些有益的探讨。     

焦化汽油贮罐中的硫化铁自燃机理与预防

硫化氢的腐蚀问题广泛地存在于石油、天然气和其它一些工业中。硫化氢腐蚀后生成硫化铁，硫化铁自燃可引发火灾．国内的几起重大的炼油厂火灾事故几乎均由硫化铁的自燃引起，本文分析了硫铁矿ＦｅＳ２的形成及其自燃机理，并对如何预防此类事故的再发生作了一些有益的探讨．     

Differentiation criteria study for continuous stirred tank reactor and plug flow reactor

All reactors in reality are not ideal plug flow reactor (PFR) or ideal continuous stirred tank reactor (CSTR). They are difficult to differentiate. This study was to investigate the reactor analysis of PFR and CSTR through tracer response curves, residence time distributions (RTD) and several hydraulic performance indexes. We set up the differentiated value of each index. The tracer response curve showed that our lab-scale CSTR was close to ideal CSTR and got 99.9% recovery. In the RTD curves, the results could significantly recognize the PFR nature of high rate pond (HRP). With hydraulic performance indexes study, every selected index demonstrated that the studied HRP was closer to PFR than the studied CSTR. Based on the lab-scale study results, this study established the cutting point between the PFR and CSTR in each index; we were looking through the different types of reactors in literature and we confirmed the criteria with all literature reactors with the “graphic method”. The method helped us to establish those important values to help us to differentiate the reactor types in practice and to understand the designs better.     

HNO3催化氧化煤系硫铁矿生产聚合硫酸铁方法与装置研究

提出一套利用 HNO3催化氧化煤系硫铁矿 (Fe S2 )生产聚合硫酸铁 (PFS)的反应系统。它包括 Fe S2 氧化反应器、Fe2 氧化反应器、循环泵和射流器等。利用该反应系统实现了 HNO3及其氧化 Fe S2 放出 NOx和引入 O2 氧化 Fe S2 ,生产 Fe SO4和 H2 SO4 ,同时用 NOx和 O2 催化氧化 Fe SO4 生产聚合硫酸铁的目的。该方法具有 HNO3用量少、系统密封、无污染、催化剂可循环使用、反应速度快、经济效益和环保效益好等特点。     

Emulsion polymerization and copolymerization in continuous reactor systems

Continuous reactors are important for commercial production of latex products and they can be useful tools for fundamental polymerization kinetics studies. Results are presented for four projects: (i) elimination of conversion oscillations in continuous stirred-tank reactors (CSTR) by use of a tubular prereactor; (ii) use of a seed-fed CSTR to measure free radical transport from monomer-swollen latex particles; (iii) development of a continuous process as an alternative to a commercial batch process; and (iv) determination of copolymerization kinetic parameters with a steady-state CSTR system.     

Emulsion copolymerization of vinyl esters in continuous reactors: Comparison between loop and continuous stirred tank reactors

The high solids emulsion copolymerization of vinyl acetate and veova 10 was studied in a continuous loop reactor and in a continuous stirred tank reactor (CSTR) in an attempt to elucidate the similarities and differences between these reactors. Reactions were carried out under comparable conditions, namely, similar macromixing and the same feed composition and space time. The behavior of both reactors was almost the same when the heat generation rate was low; otherwise, thermal runaway occurred in the CSTR whereas the loop reactor temperature was easily controlled. © 1995 John Wiley & Sons, Inc.     

去除牛粪厌氧生物转化过程中的H2S

The main aim of this research was the experimental study at lab scale to check the absorption technology for the in situ removal of H2S from biogas during anaerobic digestion process. The reagent FeCl3 was used to check the removal efficiency of H2S produced from dairy manure during anaerobic bioconversion process. The experiments were conducted under mesophilic conditions. The composition of biogas was analyzed by gas chromatography analyzer equipped with flame photometer and thermal conductivity detectors. Experimental results under the same conditions demonstrate that high concentration of H2S in the form of FeS can be removed totally from the biogas using FeCl3 dosing with in anaerobic batch digester.     

Cellular automata modeling of continuous stirred tank reactors

The classical dynamical systems model of continuous stirred tank reactors (CSTR) in which a first order chemical reaction takes place is reformulated in terms of the stochastic cellular automata procedure developed in the works of Seyborg [2] and Neuforth [3], which is extended by including the feed flow of chemical reactants. We show that this cellular automata model is able to simulate the dilution rate and the mixing process in the CSTR, as well as the details of the heat removal due to the jacket. The cellular automata approach is expected to be of considerable applicability at any industrial scale and especially for any type of microchemical system.