膜气体吸收过程中复合溶液化学增强因子预测

建立了一个膜吸收复合溶液化学增强因子计算模型,实验测定和模型预测了胺类复合溶液膜吸收CO2的增强因子,研究了Hatta准数Ha、气液流速、吸收剂浓度等因素对增强因子的影响,通过比较评价了模型的准确性。结果表明:当Ha>2,增强因子E值近似等于Ha,胺类膜吸收CO2的反应可作为拟一级快速反应处理;吸收剂浓度对增强因子的影响很大,随吸收剂浓度增大增强因子迅速增大;液速增大,增强因子也增大,但增大幅度有限;气速对增强因子几乎无影响。数学模型能较好地预测复合溶液膜吸收CO2的化学增强因子,预测的平均相对偏差为8.7%,最大为15.5%。     

C_(12)E_2-正十二烷-水体系界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,对C_(12)E_2-正十二烷-水体系的界面行为进行了研究。模拟结果表明:C_(12)E_2-正十二烷-水体系的界面厚度随温度的升高而产生较大的起伏;在343 K时,界面厚度出现最大值。C_(12)E_2-正十二烷-水体系的界面张力随温度的提高而出现较大的波动;在343 K时,界面张力出现最小值。     

分子筛/水浆料体系强化CO2吸收的研究

采用搅拌釜研究了ZSM-5分子筛(SiO2/Al2O3=100)对水吸收二氧化碳的增强作用。考察了气相浓度、初始压力和固含率对增强因子的影响。结果表明,初始压力与气相浓度对吸收具有显著影响,增强因子随初始压力与气相浓度的增大而减小。固含率对增强因子的影响为:当固含率小于0.4 kg m 3时,增强因子随固含率的增加迅速增大;当固含率大于0.4 kg m 3时,增强因子的增加逐渐变缓并最终趋于恒定值。作者还提出了一个一维非均相传质模型并进行了理论求解,模拟预测值和实验结果吻合良好。     

化学吸收CO2的初步研究

以NaOH水溶液和Na2CO3水溶液吸收CO2属于化学吸收,吸收液的pH值随着吸收剂流量的增大而增大,呈现出对CO2完全吸收的趋势。由于化学反应增加了吸收速率,可根据增强因子利用物理吸收的方法计算化学吸收时所需的填料层高度。     

国内外化学工程文献摘要

<正> 本文考虑了界面阻力的影响,建立了一个有化学反应的放热气体吸收的膜理论模型,得到了闭式解(Clcsed(?)orm Solution)。结果表明:界面阻力对吸收速率。界面温度升高、溶解度有较大的影响。快速的化学反应可升高这些变量的值。增强因子对溶解度减少和反应速率增大     

二甲醚-甲醇-水三元体系汽液平衡的测定与计算

利用自吸式搅拌静态平衡釜,测定了333.15、353.15、373.15、393.15 K下二甲醚-甲醇-水三元体系的等温汽液平衡数据.二甲醚在气液相中的含量随压力的提高而增大,随温度的升高而减小.采用状态方程-活度因子法,由PR方程计算气相各组分的逸度因子, NRTL方程计算液相活度因子,进行了二甲醚-甲醇-水三元体系汽液平衡数据的热力学计算.模型计算值与实验值吻合良好.     

水溶液中甲苯分散相增强难溶气体吸收

利用难溶气体的物理吸收过程,在具有恒定气液界面面积的吸收装置中研究了常压和室温条件下分散液相(甲苯)对气液传质的增强作用。通过测定气相(丙烷和氢气)压力随时间的变化,计算出液侧传质系数和传质增强因子。试验发现,当传质组分在分散液相与连续液相内的分配系数较大,或在两相间的相对扩散系数较大,且分散相形成的液滴较小时,加入分散液相可显著增强气液传质;增强因子随分散液相含率的增大而增大,但增大幅度逐渐减小;当气体在纯水中的传质系数增大时,同等条件下分散相对气液传质的增强作用减小。     

活性炭/水浆料中CO2吸收过程的增强

针对分散相微粒增强难溶气体的吸收过程,提出了一个一维非稳态非均相传质的二区模型,并进行了理论求解。根据表面更新理论,得到了增强因子的数学表达式。利用恒温反应釜,对活性炭/水浆料中发生的CO2吸收过程进行了实验研究,测定了不同颗粒浓度及转速下的增强因子。实验结果与模型预测值吻合良好,表明本文模型具有很高的预测精度。     

低温煤焦油中正十二烷-甲苯-苯酚的相平衡及分离

低温煤焦油组分的分离对其充分利用具有重要的作用。分别以正十二烷、甲苯和苯酚为模型化合物,采用实验和Aspen Plus模拟两种方法得到了低温煤焦油中脂肪烃-芳烃-酚类三元体系的液液平衡关系,并模拟了N,N-二甲基甲酰胺（DMF）水溶液萃取分离该体系时的典型三元相图。结果表明,Aspen Plus采用UNIF-LL法模拟得到的三元相图与实验测定结果吻合较好。甲苯在正十二烷-甲苯-苯酚体系中作为共溶溶剂,促使三元体系成为均相。根据正十二烷、甲苯和苯酚在DMF中的溶解性差异,结合Hansen溶度参数理论,通过在DMF中添加不同含量的H₂O以调节萃取剂的极性,可使正十二烷和甲苯依次从均相体系中分离。通过对萃取温度、剂油比和萃取剂含水量进行优化,最终在303.15 K,剂油比为1.5时,以DMF对模型油进行单级萃取,可以得到纯度为93.2%的正十二烷;相分离后向萃取相中添加DMF量30%的H₂O,可分离出纯度为93.4%的甲苯。     

低温煤焦油中正十二烷-甲苯-苯酚的相平衡及分离

低温煤焦油组分的分离对其充分利用具有重要的作用。分别以正十二烷、甲苯和苯酚为模型化合物,采用实验和Aspen Plus模拟两种方法得到了低温煤焦油中脂肪烃-芳烃-酚类三元体系的液液平衡关系,并模拟了N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水溶液萃取分离该体系时的典型三元相图。结果表明,Aspen Plus采用UNIF-LL法模拟得到的三元相图与实验测定结果吻合较好。甲苯在正十二烷-甲苯-苯酚体系中作为共溶溶剂,促使三元体系成为均相。根据正十二烷、甲苯和苯酚在DMF中的溶解性差异,结合Hansen溶度参数理论,通过在DMF中添加不同含量的H_2O以调节萃取剂的极性,可使正十二烷和甲苯依次从均相体系中分离。通过对萃取温度、剂油比和萃取剂含水量进行优化,最终在303.15 K,剂油比为1.5时,以DMF对模型油进行单级萃取,可以得到纯度为93.2%的正十二烷;相分离后向萃取相中添加DMF量30%的H_2O,可分离出纯度为93.4%的甲苯。     

中间流体气化器丙烷相变换热实验

为了模拟中间流体气化器(IFV)中中间介质丙烷的换热情况,设计并搭建了一个IFV换热模拟实验台。采用水作为热源,冷氮气为冷源,在两个套管式光滑圆管中进行了丙烷的沸腾和冷凝换热实验,分析了水入口温度、水流量和实验管倾斜程度对丙烷换热的影响。结果发现丙烷的沸腾传热系数随着热通量的增大而增大,换热管倾斜时,其换热有所增强,实验值与Cooper方程对其换热的预测值的变化趋势是一致的,误差基本在30%以内。丙烷的冷凝传热系数随着壁面过冷度的增大而减小,传热管倾斜时,其换热也有所增强,传热系数的实验值和Nusselt方程预测值的变化趋势一致,误差在40%以内。     

加压、升温对正十二烷/空气火焰层流燃烧特性的影响

化石燃料的燃烧是当今社会主要的能源供给形式，但随着化石能源的消耗殆尽，发展新型替代燃料已刻不容缓。正十二烷(n-C₁₂H₂₆)是航空煤油的重要组成成分之一，也是多种航空煤油替代燃料的重要组成。本工作采用CHEMKIN/PREMIX数值模拟研究了正十二烷/空气火焰的层流燃烧特性，为发展航空煤油替代燃料提供一定的理论参考。实验的初始温度设置为400,403,423和470 K，初始压力设置为0.1,0.2,0.3,0.5,1.0 MPa，当量比设置为0.6～1.6。本研究主要聚焦火焰的传播燃烧特性、温度敏感性分析和中间自由基的分布情况，探究了正十二烷/空气火焰的层流燃烧速度、绝热火焰温度、净热释放率和中间自由基生成速率随初始温度和压力的变化规律。结果表明，层流燃烧速度的模拟值对其他研究者的实验值预测良好，与其他模型的预测趋势保持一致。绝热火焰温度在化学计量比附近达到峰值。温度敏感性分析表明，与其他碳氢燃料相似，在正十二烷氧化过程中引起火焰温度升高促进放热的最敏感反应为R1 ■。通过对中间自由基的生成速率及摩尔分数分布规律的研究，验证了正十二烷燃烧...     

纳米颗粒对氨水鼓泡吸收CO_2影响的实验研究

为探究纳米颗粒对氨水吸收CO_2的影响,采用两步法配制了不同基液质量分数、不同纳米颗粒添加量的纳米流体,搭建了氨水鼓泡吸收CO_2的实验装置。分别测试了CO_2在纳米颗粒质量分数为1—8 g/L的TiO_2,CuO,SiO_2的纳米流体中尾气中CO_2吸收情况,并与空白吸收溶液进行对比,得出纳米颗粒的添加量、纳米颗粒种类、基液质量浓度等因素对脱除效率、脱除速率的影响。实验结果表明:添加TiO_2纳米颗粒能够增大脱除效率和脱除速率,脱除效率和脱除速率都随着颗粒添加量的增加先增大后减小,存在一个最佳固含量;SiO_2纳米流体更多地表现出的是对反应的抑制作用;CuO纳米流体其增强因子始终在1附近,未表现明显的增强或抑制作用;最佳固含量随着基液质量分数的增大而逐渐减小。结合实验结果对其机理进行了分析。     

磷石膏强化氨法CO2捕集机理与模型

基于化学活性颗粒强化气液吸收机理,建立了磷石膏悬浮液强化氨法烟气CO₂捕集模型。以液膜内量纲一传质距离λ^*为特征参数,增强因子E=1/λ^*+qβλ^*/2。用恒温反应器在不同搅拌转速及磷石膏颗粒固含量下实验测定CO₂吸收增强因子对模型进行检验,结果表明:随颗粒固含量由5%增加到30%(质量分数),增强因子由1.69增加到2.10;而随搅拌转速从150 r·min^-1增加到300 r·min^-1,增强因子仅由1.75略增到1.80,表明磷石膏颗粒固含量及溶解速率是影响增强因子的控制性因素。实验结果与模型预测值吻合良好, 偏差小于10%。     

环十二烷空气催化氧化制环十二醇及酮

研究了以偏硼酸为催化剂的环十二烷常压空气氧化制环十二醇、酮的反应规律,采用鼓泡搅拌釜作为反应器,在间歇操作方式下,通过改变通氧速率、搅拌转速、反应温度、催化剂用量,测定了反应液中烷、醇、酮的浓度随反应时间的变化关系,得到了醇、酮选择性与烷转化率的关系,确定了适宜的工艺操作条件。在连续操作方式下,通过改变烷的进料速度,测得了反应产物中烷、醇、酮的浓度随空时的变化关系,并与间歇操作获得的实验结果进行了比较。     

伴有瞬时化学反应微溶固体颗粒的气液传质

为研究瞬时化学反应性固体颗粒对气液传质过程的影响,对伴有瞬时反应性固体颗粒/水浆料体系吸收气体过程进行了理论分析。考虑了固体颗粒在气液界面附近的溶解,以及固体颗粒尺寸对传质的影响,将cell模型融入溶质渗透理论,建立了气液二相间传质模型,并对模型进行了解析求解,得到了液相传质系数的解析表达式。结果显示:固含率、固体颗粒尺寸和溶解度对气液传质过程具有重要影响,液相传质系数随固含率和固体颗粒在液相中饱和浓度的增加而增大,随固体颗粒粒径增大而减小。在搅拌式反应器中利用Mg(OH)2/水浆料吸收SO2气体,对传质模型进行了实验验证。模型计算结果与实验值吻合良好。     

添加酸对HPP-SO_2水溶液热解吸的影响

研究了添加不同酸对HPP-SO2吸收液加热解吸SO2的影响。结果表明,添加酸可提高SO2的解吸率和解吸速率,解吸率随酸添加量增大而提高。吸收液pH值6.20时,解吸率的大小为:硫酸草酸磷酸乙酸柠檬酸己二酸;吸收液pH值5.00时,解吸率的大小为:磷酸硫酸草酸柠檬酸乙酸己二酸。HPP-硫酸溶液中添加磷酸,溶液pH值4.80时,可进一步提高SO2热解吸效果。     

浆料反应器中吸附剂粒子对CO2气体的吸收强化

研究了吸附剂粒子对气体吸收的增强作用。在一个带有搅拌的间歇反应釜中,分别测定了CO2在活性炭/水、S iO2/水浆液以及在活性炭/环己烷、S iO2/环己烷浆液中的吸收速率和增强因子。实验温度为298.15 K,初始压力为0.1 MPa,浆液中粒子的固含率为0—2 kg/m3,搅拌速度为1 s-1和4 s-1。结果表明,活性炭/水、S iO2/环己烷体系对CO2的吸收具有明显的增强作用,而S iO2/水、活性炭/环己烷体系则没有发现增强作用。因此,只有具有界面亲合能力且对溶质有吸附作用的颗粒才能对气体吸收产生显著的强化作用。将界面划为粒子覆盖和未覆盖区,提出了一个预测增强因子的一维双区模型,并进行了求解,模型预测值与实验结果吻合良好。     

添加氧载体促进林可霉素发酵过程的研究

为了有效的改善林可霉素发酵液中的氧传递速率,研究了氧载体对林可霉素发酵的影响。结果表明,正十二烷作为氧载体的效果较好,能有效提高林肯链霉菌发酵合成林可霉素的能力。在发酵开始的第24 h添加4%的正十二烷,在摇瓶和发酵罐中发酵,可以分别提高林可霉素的效价26.3%和28.8%。     

水催化合成乙醇胺反应动力学

对环氧乙烷和氨反应生成一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)反应进行了研究,拟合实验数据,建立乙醇胺反应动力学模型,并采用模型预测氨的质量分数对反应停留时间和产物分布,以及氨与环氧乙烷物质的量之比对产物分布的影响。结果表明,一乙醇胺的反应活化能为61.52kJ/mol,指前因子与水浓度成二次函数关系,生成一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺反应的活化能相近。通过非线性最小二乘法回归得出二乙醇胺、三乙醇胺与一乙醇胺反应速率常数的比值,与水浓度成线性关系,且随水浓度的升高而降低。采用4阶龙格库塔法对得到的反应动力学方程进行积分,计算值与实验数据和工厂生产数据吻合较好。环氧乙烷完全反应所需反应管管长随氨的质量分数的增加先减小后增大;MEA比例随氨烷比的增加而提高,DEA比例随氨烷比的提高先提高后下降,TEA比例随氨烷比的提高而下降; MEA和DEA随氨的质量分数升高而降低,TEA比例随氨的质量分数的降低而增加。