物理场强化气液传质的研究进展

分别简述了磁场、电场、电磁场、超声场和超重力场5种物理场的作用机理,综述了这些物理场在强化蒸发、精馏和气体吸收等气液传质过程中的研究进展,同时概述了物理场强化气液传质的热力学研究进展。分析表明,物理场强化气液传质在化工、环保和节能减排等领域具有广泛的应用前景,但目前的研究大多还处于实验阶段,其机理和各种因素对强化效果影响的研究还不够深入和完善。指出今后研究热点主要包括：继续探索物理场强化传质的作用机理,拓展其应用领域,并对过程中的瓶颈问题进行技术攻关;通过实验和热力学研究两种方法对不同种类物理场强化传质效果进行比较,以确定各种物理场的适用体系。     

等离子体多相反应器基础研究和过程强化

等离子体是物质第四态,其中大量高能活性粒子的存在,使得等离子体强化的化学反应过程展示出特殊外场作用下的非常规行为。一方面,等离子体提供的高活性环境,可以从原子/分子尺度大大强化化学反应过程,特别是实现非常规条件下的反应;另一方面,等离子体的特有性质,在介观尺度改变了相间接触行为,形成区别于常规多相流的独特的流体力学、传递和反应特性。本文概述了将低温等离子体的理化特性与多相反应过程集成,所形成的相关基础研究和低温等离子体反应器的工业发展,包括热等离子体煤制乙炔,冷等离子体气固催化、氯化聚氯乙烯合成以及气液等离子体反应过程。     

气液传质及反应装置研究进展

在介绍了自常规塔设备到超重力设备，再到一种新型气液传质及反应设备——涡旋脉冲式反应器的发展过程的同时，重点介绍了涡旋脉冲式反应器的基本结构、技术特点及研究进展，指出了涡旋脉冲式反应器在气液传质过程及纳米粉体制备上的研究及应用前景。     

废旧塑料浮选分离研究进展

介绍了塑料浮选的发展历史与研究进展。根据润湿机理,塑料的选择性润湿方法主要分为吸附润湿、表面氧化、吸收润湿和Gamma浮选4类。目前发展出的浮选分离方法主要有控制液气界面张力的Gamma浮选、物理方式对塑料表面改性的物理调控浮选和润湿剂吸附的化学调控浮选3类。物理调控方法包括等离子体处理、火焰处理、臭氧氧化、颗粒调控、湿式氧化和电晕放电等技术,化学调控浮选常用润湿剂包括甲基纤维素、木质素磺酸钙、单宁酸等。最后对近10年来塑料浮选的研究进展进行综述。     

气液等离子体技术研究进展

放电等离子体与液体相互作用形成的稳定气液等离子体气氛对废水中有机污染物降解、液相化学合成和纳米材料制备具有重要的应用价值。本文综述了气液等离子体反应器的结构特点及其应用的国内外研究现状,探讨了等离子体与液体相互作用机理,并展望了气液等离子体技术的应用前景。     

蒸馏过程强化技术研究进展

蒸馏过程强化技术作为我国现代化学工业发展的重要研究领域,是过程强化概念在化学工业成功应用的典范之一。随着近些年的发展,蒸馏过程强化技术的研究已形成了一套较完整的体系,但也出现了一系列新的难题与挑战。为此,本文针对混合物相对挥发度与气液传质两个蒸馏过程强化的基础理论本质问题,以基础理论创新、关键技术突破和关键装备研究进展为主线,从强化原理、研究进展、工业应用及发展3方面系统介绍共沸蒸馏、萃取蒸馏、反应蒸馏这3类典型的引入质量分离剂强化的蒸馏过程及其耦合技术;微波、超重力场等典型外场作用下的引入能量分离剂强化的蒸馏过程,并系统介绍以新型塔内件及新型塔结构为切入点的基于先进设备强化的蒸馏过程,为迎接这一领域新的难题和挑战提供新思路。     

基于水力空化的化工过程强化研究进展

水力空化（HC）是一种利用声化学效应（即空泡溃灭时释放出的巨大能量）的高效、绿色化工过程强化技术,是国内外的研究热点。该技术具有设备造价低、可放大性强、可与其他物理及化学方法高效耦合等优点,工业应用前景广泛。本文介绍了HC现象及其特性;归纳了近年来HC技术在有机废水处理、水消毒与生物燃料制备等代表性应用的研究、应用进展以及作用机理,展示了其工业应用的潜力;总结了用于诱发HC现象的水力空化反应器的发展过程与研究现状;最后,结合发展趋势与作者的研究经历,归纳了国内外在HC研究方面存在的问题,指出了其未来发展方向,为HC技术的发展与工业应用探索提供建设性意见。     

高级氧化处理有机污水技术进展

综述了高级氧化技术的原理，介绍了O3／UV、H2O2／UV、O3／H2O2组合过程及非均相TiO2光催化氧化等几种典型的高级氧化技术，阐述了高级氧化技术降解有机污水的机理以及在水处理中的应用进展。指出，高级氧化过程应用领域应扩展到水体中难降解的持久性有机污染物，并应加强高级氧化过程所需新型反应器的研制，以便进一步强化废水的5降解，提高其处理效率。     

气液固流化床流动介尺度模型研究进展

气液固流化床是一类重要的多相反应器,在化工及相关过程工业中有着广泛的应用。然而,由于对该类反应器内复杂的多相流动结构的定量描述十分有限,目前其设计和放大仍主要依赖经验,致使放大成功率低,反应结果达不到预期效果。因此,建立和完善气液固流化床内的三相流动机理模型,是实现该类反应器科学设计和放大的关键环节。对气液固流化床内的三相流动机理模型的研究进展进行了分析,着重总结了三相流动介尺度机理模型研究的新进展,并指出了存在的问题和进一步研究的方向,希望为该类反应器的基础研究和工业应用提供参考。     

水动力传质在臭氧氧化水处理工艺的研究进展

臭氧氧化具有氧化能力强、反应速率快、对环境友好等特点，在水处理工艺中受到广泛关注。但臭氧在水处理中的应用存在利用率低、能源和运营成本高等问题。根据反应器的复杂程度以及规模扩大化应用，水动力传质技术是提高气液传质和臭氧氧化效率的重要手段，这已成为臭氧强化传质发展的趋势。文中阐述了传统反应器和微气泡反应器面临的问题，介绍了基于填料式反应器、振荡流反应器、气-液膜接触器、水动力空化等多种水动力传质技术在臭氧氧化水处理工艺的研究进展，并讨论了水动力传质技术在臭氧氧化工艺未来的发展方向以及待解决的问题。     

Microinterface intensification in hydrogenation and air oxidation processes

Hydrogenations and air oxidations usually have low apparent reaction rate,generally controlled by mass transfer rate,and widely exist in the modern chemical manufacturing process.The key to increase the mass transfer rate is the reduction of the liquid film resistance 1/k_La.In this work,the original concept of microinterface intensification for mass transfer and then for these reactions has been proposed.We derived the regulation model and set up the mathematical calculation method of...     

液液萃取塔研究的若干新进展及展望

液液萃取是应用广泛的分离技术,在石油化工、制药提取、金属分离等领域都有重要的应用。萃取塔作为常见的分离设备当前的设计还十分依赖于以往的经验,需要进行大量的实验。文章综述了萃取塔设备的研究现状,总结了对塔内流场、液滴和浓度场的实验测量技术,介绍了基于液滴的模型化方法和多尺度计算流体力学模拟方法,归纳了过程强化的相关研究进展。并对萃取塔未来的研究发展进行了展望,在数字化和可持续的发展背景下,未来在实验方面可以关注实时测量和优化,模型化方面关注于微观界面行为和传质影响的描述,在基于先进的实验和模拟技术基础之上,结合新萃取体系进行萃取设备和内构件的开发,从而实现过程强化,以解决化工过程面临的共同挑战。     

超重力场内气液传质强化研究进展

气液传质过程广泛存在于化学工业当中。气液传质强化技术的研究, 对缩短工艺流程、缩小设备尺寸、降低投资和运行成本等具有重要的意义。以旋转床为核心装备的超重力技术, 是气液传质过程强化的有效技术之一。经过30多年的发展, 超重力过程强化技术在基础和应用研究方面都取得了长足的进展, 特别是在受混合和传递限制的过程中得到广泛应用。本文从旋转床转子结构出发, 综述了整体旋转式、双动盘式、动静结合式等转子结构的超重力旋转床气液传质强化的研究进展和理论成果, 并展望了超重力旋转床气液强化传质的发展方向。     

微纳米气泡控制膜污染研究进展

膜污染是阻碍膜分离技术大规模推广应用的主要问题之一,膜污染控制技术一直都是膜科学领域的研究热点.其中,基于气液两相流的膜污染防控技术已经得到了诸多研究和广泛应用.微纳米气泡因其不同于普通大气泡的独特物理化学性质,近年来在各个领域被广泛关注,而微纳米气泡控制膜污染的研究也日益活跃.文中综述了气液两相流控制膜污染技术的相关...     

低温等离子体技术处理难降解有机废水的研究进展

高压放电能够产生低温等离子体,可引起多种物理和化学效应。该技术处理废水具有高能电子、紫外光、O₃等多因素的综合作用,是集光、电、化学等多种氧化于一体的新型水处理技术,具有良好的发展前景。本文介绍了低温等离子体技术处理难降解有机废水的作用过程及其机理,综述了脉冲电晕放电、介质阻挡放电、辉光放电和滑动弧放电等离子体处理有机废水的国内外研究现状和发展趋势,探讨了这些技术在废水处理中目前存在的处理对象单一、处理工艺成本高等主要问题,并指出今后要重点优化处理工艺,降低处理成本和能耗,着眼于产业应用,使这项新兴技术尽早应用到实际的工业废水处理中。     

精馏技术研究进展与工业应用

精馏是化学工业中应用最广泛的关键共性技术,广泛应用于石油、化工、化肥、制药、环境保护等行业。精馏具有应用广泛、技术成熟等优点,但存在设备投资大、分离能耗高等问题,因此研究开发新型高效传质元件、开发新型节能精馏技术,具有重要的社会意义和经济价值。本文从精馏塔类型、流体力学性能、传质性能、塔器大型化、过程节能、过程强化等方面,介绍了精馏技术的研究进展与工业应用。对于板式塔,从气液两相流动状态、压降、漏液和雾沫夹带方面研究了塔板的流体力学性能;对于填料塔,从压降、液泛和持液量方面研究了填料塔的流体力学性能,但目前的研究仍以经验关联式为主,缺乏严谨的的理论模型。对于气液两相的传质性能研究,简述了气液两相传质理论,但科学、精准的传质模型尚未提出。对于塔器大型化的应用研究,介绍了塔板、气液分布器和支撑装置等大型化关键技术的工业应用。从精馏过程典型节能技术、耦合节能技术、流程节能技术、低温余热回收和特殊精馏等方面,介绍了精馏过程节能与强化的应用进展。文章最后对精馏过程的传质、强化和集成进行了展望。     

典型过程强化技术在纳米材料制备中的应用进展

纳米材料被誉为21世纪的新材料,广泛应用于化工、电子、国防、陶瓷等领域.传统的纳米材料制备方法面临粒径控制较困难、批次间重复性差,存在放大效应等不足.过程强化技术是化学工程学科的研究前沿和热点方向之一,旨在通过在生产过程中采用新工艺、新设备等手段,实现缩减操作单元、减小设备体积、提高生产能力及能量利用效率的目的,是实现...     

热等离子体超高温化学转化的过程研发和应用进展

概述了热等离子体超高温化学转化的原理、研发和应用进展。热等离子体可提供超高温反应条件,以及具有可调控的氧化、还原或惰性的气体氛围的优点,因而是一种独特的化工外场强化手段,可为劣质化石化原料以及一些工业中间产物及废弃物的清洁、高效转化提供新的技术方式,也成为现代反应工程的重要前沿领域之一。同时,热等离子体化学转化过程反应条件苛刻,是传递和反应强耦合的复杂过程,如何将热等离子独特的反应性质与物质转化需求合理结合,实现过程的清洁、高效、可控,并保证过程的经济性,是科研探索和工业实践中必须面对的问题。本文以典型热等离子体化学转化过程展开讨论,包括等离子体法乙炔、固废物处理、纳米材料制备等,展望了热等离子体技术在能源、化工、环境、材料等领域独特的发展前景。     

Static mixers: Mechanisms,applications, and characterization methods – A review

Static mixers and multifunctional heat exchangers/reactors (MHE/R) are qualified as efficient receptacles for processes including physical or chemical transformations accompanied by heat transfer due to their high productivity and reduced energy expenditures. The present work reviews recent conceptual and technological innovations in passive static mixers and continuous in-line reactors. Current industrial applications are discussed from a process intensification perspective, focusing on mixing and mass transfer performance. Typical experimental techniques employed to characterize and quantify the mixing process are explored. The work is complemented by a review of mixing fundamentals, knowledge of which allows the development of theoretical models crucial for the analysis of experimental data, like the chemical probe mixing assessment method. Considering the development of continuous flow equipment in numerous processes, advances in this field will certainly be of increasing interest to the scientific and industrial communities.