城市垃圾渗滤液烟气脱硫体系气液吸收与解吸过程的数学模拟

针对垃圾渗滤液烟气脱硫体系气液吸收和解吸过程反应复杂的特性,基于经典双膜传质理论,建立了填料塔内湿法烟气脱硫模型,包括填料塔反应器模型和烟气SO2在垃圾渗滤液中吸收并伴随氨的解吸过程的数学模型。模型将系统内复杂的多组分反应分解为独立的离子反应,从而在确定的独立反应的条件下,可使模型的数值求解不依赖于特殊的假设条件以及可变的操作条件。根据工艺研究的实验条件对模型赋初值,结合模型参数估值确定适宜的边界条件,采用Maple 8.0对模型方程进行求解,得到了液膜内各组份的浓度分布特性曲线,以及气相分压、pH值、传质阻力、传质速率、吸收增强因子等沿塔高的分布特性,结果表明模型预测结果和实验结果吻合良好。所建立的模型为本工艺过程和其它湿法烟气脱硫过程的传质-反应现象提供了一个定量的理论分析和工程设计基础。     

传热推动力损耗的温度场熵分析

运用物理场熵的概念,以传热推动力在空间温度场中不可逆损耗,定量表达传热过程不可逆程度,并将温度场熵分析法应用于矩形散热翅片效率的研究,得到温度场熵与翅片长度成正比、与厚度和导热系数成反比的定量关系。并通过与翅片散热效率曲线对比表明,温度场熵不仅反映了传热过程中系统的热力性能和热效,而且揭示了翅片热效变化的内在机理,对优化此类热力系统的设计具有实际应用价值。     

化工过程熵增指数及其在磷复肥清洁生产评价中的应用

从热力学第二定律出发, 指出清洁生产的热力学本质是控制物质由有序结构向无序转化并从中获取最大效益, 其优劣可由过程熵增反映。 引用复杂体系非平衡定态过程最小熵产生原理,推导出依据与外界交换的物流和热流信息定量计算化工复杂系统过程熵增的方法, 并定义过程熵增指数ζ 。 评价了化工过程对环境热力学状态的综合影响。选择以硫和以氨为载能原料的磷复肥工艺为例进行了计算和对比,其过程熵增指数分别为6.753和4.571,反映出载能原料硫作为废物排放对环境热力学状态产生更大的影响。     

温度感应式开关膜的接枝率对其开关特性的影响

利用等离子体诱导填孔接枝聚合法将聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)接枝聚合在聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜上制备了一系列具有较宽接枝率范围的温度感应式开关膜。系统地研究了接枝率对膜的温度感应开关特性的影响。结果表明，开关膜的接枝率对膜的过滤通量、温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数都有十分重要的影响，接枝率在小于等于2．81％时。温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数均随接枝率增加而增加；而对于接枝率大于等于6．38％的膜，膜开关系数和膜孔径感温变化倍数总是趋近于1。膜不具备温度感应开关特性，为了获得预期的开关性能。必须将膜的接枝率控制在适当的范围。     

气-液-固三相喷射床流动特性研究

模型实验研究证明带中心导向管的气－液－固三相喷射床操作稳定,床内液固相具有连续稳定的轴向内循环运动,并可由操作参数求得循环流速为该技术运用于湿法冶金等液固相反应具有能耗低、效率高、操作稳定等诸多优越性     

磷酸二铵尾气洗涤增湿-磷酸一铵料浆气提浓缩

基于对HYDRO粒状磷酸二铵（DAP）工艺600kt/a生产装置含氨尾气的质、热分析与传质传热推动力特征，提出了DAP尾气净化过程联产200kt/a粉状磷酸－铵（MAP）的气提浓缩一体化工艺。通过合理的工艺安排，尾气与稀磷酸净化反应，替代200kt/a MAP的氨源和氨化料浆浓缩的能源，兼收资源和环境效益。     

单槽双桨不对称搅拌反应器内循环速度研究

反应器内循环速度是不对称搅拌反应器研究中的一个重要流体力学参数,对流体的流动行为和相间传质有重要影响。通过实验研究了搅拌雷诺数对反应器内循环速度及循环比的影响,结果表明:搅拌雷诺数增大使得内循环速度、循环比随之增大。基于该搅拌器的结构和特点,建立了流体循环速度数学模型,并且数值模拟结果与实验数据吻合良好。     

尾气脱氨湍球塔临界流化速度研究

根据湍球塔流体动力学试验数据,得到临界流化速度、最佳操作气速及带出速度随静止床高H0和喷淋密度Ld的变化关系,计算的干塔临界流化速度与实测值对照基本吻合。根据试验数据回归了有喷淋液时临界流化速度的关联公式。     

利用磷石膏净化氨法CO_2捕集尾气

根据NH3-CO2-H2O汽液平衡模型预测结果,指出受液相温度和碳化度影响,氨法烟气CO2捕集尾气NH3分压低于1.0Pa的工艺条件苛刻,常温常压下不能达到尾气排放NH3含量10ppmv的环保指标。提出利用磷石膏复分解反应使该三元体系转化为沉淀和强电解质溶液,抑制NH3逸出,具有脱除尾气微量NH3的机理,同时可提高CO2捕集率。     

二水硫酸钙溶解动力学

采用电导率法测量匀速旋转的石膏块试样(CaSO₄·2H₂O,质量分数为98%)在纯水中的溶解速率,数据采集时间间隔1 s,测试期间试样表观形状(7 cm×4 cm×2 cm)和面积(100 cm²)基本不变。在溶解过程为表面反应控制条件下,依据溶解反应动力学模型,拟合得到25、45、65、85℃下二水硫酸钙溶解反应速率常数分别为1.91×10^-8、3.46×10^-8、4.92×10^-8、7.07×10^-8 mol·cm^-2·s^-1,反应级数为1.27。经Arrhenius公式回归得到溶解反应表观活化能为19.07 kJ·mol^-1。本实验方法排除了溶解过程试样面积不确定因素,拟合得到的模型参数使动力学方程计算值与实验值更为吻合,更接近溶解速率理论预测文献值。