酶膜反应器及其工业应用研究

综述了在工业上具有重要应用的生物催化反应设备-酶膜反应器的概念及其发展、分类和操作特性。特别介绍了两种典型的酶膜反应器——搅拌式酶膜反应器与活塞流式酶膜反应器的结构设计和在工业应用中的生产工艺流程,有重点地介绍了酶膜反应器在工业生产中的几种应用研究,指出酶膜反应器是工业生产的新型反应器,并对酶膜反应器的发展方向阐述了相关建议。     

精细化工中的气-液-固加氢反应器

气-液-固加氢反应器在精细化工中有广泛的应用,本文介绍了气-液-固加氢反应器的混合和操作,并为气-液-固加氢反应器的设计和选择提出-些参考.     

甲醇合成反应器评述

详细论述了现有工业化装置典型的合成甲醇反应器的基本原理和开发过程，介绍了国内外正在开发研究的合成甲醇反应器^[1-2]，并对不同反应器的应用前景进行了比较。     

甲醇合成反应器的分析与选择

甲醇反应器的类型很多，很难将其准确分类： 按物料相态：分为气相反应器（如ICI、Lurgi低压合成反应器）、液相反应器和气液固三态反应器（如GSSTFR气-固-滴流流动反应器）：     

外环流反应器中气含率和循环液速的研究

本文通过空气-水体系,对三种不同结构的外环流反应器中的气含率数据进行了关联,得到了有意义的模型关联式.对环路进行了阻力计算,得到了包含结构参数的阻力方程.计算发现模型关联式与阻力方程联立求解,可以很好地预测不同结构的外环流反应器中的气含率和循环液速,从而为该反应器的工程放大提供了依据.     

蒽醌法制过氧化氢用氢化反应器的研究进展

综述了近年来蒽醌法生产过氧化氢用悬浮氢化反应器和固定床氢化反应器的研究进展。着重介绍了管式和鼓泡床 悬浮氢化反应器的改进和泡沫固定床三相反应器用于蒽醌氢化过程可显著提高反应时空收率和选择性的优势。指出泡沫固定 床是蒽醌氢化反应器研究开发中的新思路,也是气-液-固三相反应器研究的新方向。     

流化床-气流床耦合反应器中煤气化特性

利用化工动力学软件CHEMKIN建立了流化床-气流床耦合反应器等效网络模型,在φ300 mm反应器中的煤气化实验结果基础上,充分考虑耦合反应器不同区域物料间两相流动、传质传热,对耦合反应器各部分流体力学特征以及耦合反应器中不同区域的化学反应进行了分析。利用模型对飞灰的碳转化率、耦合反应器的碳转化率、耦合反应器内温分布及物料停留时间进行计算,结果表明,流化床耦合气流床反应器后,气流床可将出口飞灰碳转化64.1%,实现了耦合反应器对飞灰的再气化;耦合反应器煤气化系统的碳转化率由单独流化床的84.9%提高到92.2%。     

微反应器的研究与进展

微反应器是20世纪90年代初发展起来的新型的化学反应结构元件。本文对微反应器按液-液相、气-液相和气-液-固二相等反应体系对务种新型做反应器作了简要介绍;阐述了微反应器所具有的一系列超越传统反应器的优越性。最后对其未来的发展作了展望。     

整装反应器起燃阶段传热的数学模拟

整装反应器已经广泛地应用于催化领域,其暂态传热特性对反应器的起燃有重要作用。本文研究了整装反应器在反应点火前起燃阶段的传热,通过对绝热反应器建立的简单一维传热数学模型的求解,分析了固相轴向导热、气流性质、催化剂性质及反应器设计参数对传热的影响,比较了用金属体和陶瓷体时基体热响应的不同。     

磷铵管式反应器的放大设计

本文以探讨磷铵管式反应器的工作原理为基础,阐述了以保持通过单位反应器截面的反应量(以反应热的通过量表示)相等,作为放大准则的机理。指出在放大设计时,强化气-液两相间质量、热量、动量传递的重要性。给出了与之匹配的设计参数取值范围;以及在反应器规格设计完成后,必须做好的各项工作。     

含钛、锆、铁纳米级固体超强酸酯化活性的研究

制备了纳米级SO4^2-/TiO2、SO4^2-／ZrO2、SO4^2-/Fe2O3固体超强酸催化剂，考察了其对正丁醇和乙酸的酯化活性，表明SO4^2-/TiO2的活性最好，SO4^2-/ZrO2次之，SO4^2-/Fe2O3较差。     

氯化镁老卤微量SO4^2-的分析和深度分离工艺

察尔汗盐湖老卤是优质的电解镁原料,老卤中含有微量SO42-杂质。本文针对察尔汗盐湖卤水建立了卤水中微量SO42-的分析方法,并分析了分析方法的可靠性。电解镁过程对SO42-敏感,要求原料老卤中的SO42-含量必须≤30 mg/L,常规SO42-脱除手段已经不能进行老卤中的SO42-的深度分离。本文针对察尔汗盐湖老卤的特殊体系,开发了自然蒸发结晶与反应相结合的工艺进行SO42-的深度分离,使得SO42-的含量满足电解要求。     

SO_4~(2-)/TiO_2固体酸负载BINOL催化膦氢化反应

将SO_4~(2-)型固体酸SO_4~(2-)/TiO_2的Lewis酸性位点与BINOL的Brnsted酸性位点进行负载,制备出具有较强双氢键供体的BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2催化剂。以不同取代基团的芳香族伯胺和肉桂醛缩合制备的芳香族亚胺为催化底物,在10 mol%BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2催化剂的催化作用下,与亚磷酸二烷基酯(亲核试剂)进行膦氢化反应。同时,通过对比固体酸SO_4~(2-)/TiO_2、BINOL、BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2催化剂的催化活性,从而对BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2催化剂进行客观地评价。另外,在较优的催化条件下,以BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2为催化剂,成功地合成了α-氨基膦酸酯类衍生物,且产率可达80%~88%。另外,基于氢键的作用模式,提出了适合于膦氢化反应较为合理的作用机理。     

C-S-H表面对SO42-的吸附特性

考察了各种硫酸盐溶液中浸泡过的水化硅酸钙（C-S-H）对SO4^2-离子的吸附量及其相应条件下C-S-H的ξ电位。应用表面物理化学原理分析了C-S-H表面对SO4^2-的吸附特性。实验结果表明：C-S-H对SO4^2-的吸附量随溶液的浓度及溶液中阳离子的电价而变化．存高浓度Al2（SO4）3溶液中浸泡的C-S-H对SO4^2-的吸附能力明显增大。被吸附的SO4^2-不容易进入吸附层而主要分布在扩散层。扩散层中SO4^2-仍可能处于C-S-H表面的长程vailder Waals力的吸引作用之下。SO4^2-滞留于C-S-H表面的程度与溶液的离子强度有关。     

纳滤膜在高盐废水零排放领域的分盐性能研究

煤化工高盐废水蒸发结晶的产品主要是NaCl和Na_2SO_4,通常100℃析出Na_2SO_4,50℃产出NaCl,二者共饱和时液相[Cl~-]/[SO_4~(2-)]分别为5.2和4.1,为提升分盐效率,应使进料[Cl~-]/[SO_4~(2-)]5.2或4.1,为此拟通过纳滤膜来实现这一目标。通过中试试验验证纳滤膜的分盐性能,结果表明:当进水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=1.2时,纳滤产水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=13.64.1,纳滤浓水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=0.35.2,SO_4~(2-)截留率为90.3%,Cl~-截留率为-7.2%;当进水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=3.0时,纳滤产水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=45.84.1,纳滤浓水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=0.85.2,SO_4~(2-)截留率为92.2%,Cl~-截留率为-4.5%。由此可见,采用纳滤膜进行初步分盐可以大大提升蒸发结晶的分盐效率。     

SO4^2-／MxOy型催化剂在缩醛反应中的应用

以纳米氧化物为前驱体制备固体超强酸催化剂SO4^2-/Fe2O3、SO4^2-,Al2O3、SO4^2-/TiO2和SO4^2-/ZrO2,其Hammett酸强度常数均小于-12．14。将固体超强酸SO4^2-/Fe2O3、SO4^2-,Al2O3、SO4^2-/TiO2和SO4^2-/ZrO3用于催化苯甲醛与乙酸酐的缩醛反应,考察催化剂制备过程中硫酸浓度和活化温度对缩醛收率的影响,结果表明：采用SO4^2-/Fe2O3为催化剂,硫酸浓度为1．0mol／L、活化温度为500℃时催化效果最好,缩醛收率达99．2％。     

联碱生产洗盐水中硫酸根的脱除工艺研究

研究了采用氢氧化锆为吸附剂对洗盐水中的SO42-进行快速和低成本的脱除工艺。对反应条件及其影响因素进行了详细的讨论,确定了最佳工艺条件,SO42-脱除率达到90%以上。     

引入Al_2O_3对SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的影响

用共沉淀法制备了一系列SO42-／ZrO2－Al2O3催化剂,详细研究了添加Al2O3对SO42-／ZrO2。超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和正了烷异构化反应的影响。添加Al2O3。会延迟ZrO2的晶化和晶相转变,增强SO42-／ZrO2体系的超强酸性和正了烷异构化反应的活性、稳定性。     

离子交换法去除选矿循环水中SO_4~(2-)的研究

采用离子交换法脱除选矿循环水中SO42-,考察了SO42-初始浓度、运行流量、树脂层高度及水温对模拟废水中SO42-去除效果的影响,并在最佳工艺条件下对实际选矿循环水进行了试验验证。结果表明:各运行条件对废水中SO42-的去除效果影响均较小,在不同试验条件下,SO42-去除率均保持在90%以上。在流量为45 L/h、树脂层高度为78 cm的条件下处理实际选矿循环水,出水中SO42-浓度、pH值、浊度和色度均达到GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》的要求。     

硫酸盐还原菌的固定化

针对低浓度生物冶金浸出液难以处理的现状,利用硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria, SRB)沉淀分离有价金属离子的微生物法是很有应用前景的处理方法. 本工作以提高SRB的还原活性为出发点,通过间歇式实验首先确定适宜的初始COD/SO42-比值和pH值,进而探讨固定化载体对SRB还原性能的影响. 研究结果表明,初始COD/SO42-比值为3、初始pH值为7时SRB具有较高的生物活性. 影响生物膜形成及SRB活性的首要因素是固定化载体的表面粗糙度,其次是孔容. 表面光滑的惰性玻璃珠作为载体时没有生物膜形成,SRB的活性低,SO42-的去除率仅为50%;其他载体均观测到生物膜,且载体的孔容越大,SRB的SO42-去除率也越高. 从SO42-的去除效果和工艺的稳定性考虑,多孔聚氨酯泡沫是较优的固定化载体,SRB的还原活性高,SO42-的去除率高达95%,工艺操作简便.