生物通风修复甲苯污染土壤过程中挥发和生物降解模拟研究

A two-dimensional numerical model is developed to simulate the flow,transport and biodegradation of toluene during bioventing (BV) processes in the unsaturated zones.The simulation for a single well BV system is used to illustrate the effect of air injection rate on remediation efficiency.The air is injected into the vadose zone to create a positive pressure.Simulation results show that air injection rate is a primary parameter governing the dispersal,redistribution and surface loss of contaminant.At injection rates of 81.504 m3·d-1 (Run 1) and 407.52 m3·d-1 (Run 2),the total removed mass of toluene is 169.14 kg and 170.59 kg respectively.Ratios of volatilization to bio-degradation in Run 1 and Run 2 are 0.57︰1 and 0.89︰1,respectively,indicating that lower air injection rate enhances the biodegradation efficiency greatly.Air injection rate should be optimized to meet oxygen demand and to minimize the operational cost.     

多组元多级绝热闪蒸过程的研究（Ⅲ）──多级闪蒸过程的工业应用

多组元多级绝热闪蒸过程的研究（Ⅲ）──多级闪蒸过程的工业应用杜英生，李鑫钢，赵汝文，郑陵，余国琮（天津大学化学工程研究所）在多组元多级闪蒸过程理论和实验研究的基础上，分析了多组元多级绝热闪蒸过程在原油脱气过程和原油常压蒸馏过程的工业应用。关键词多组元...     

分批萃取精馏回收无水乙醇的新工艺

针对分批萃取精馏法回收无水乙醇原有工艺流程中存在的问题,提出了优化方案。在原有流程的基础上,添加了一个溶剂回收釜,塔的下段液相流体直接流入溶剂回收釜。结果使得塔釜的温度变化降低,加热容易控制,操作时间变短。此方案对分批萃取精馏法回收无水乙醇的工艺改造有参考价值。     

双螺带桨Metzner常数的模拟计算

Using the multiple reference frames （MRF） impeller method, the three-dimensional non-Newtonian flow field generated by a double helical ribbon （DHR） impeller has been simulated. The velocity field calculated by the numerical simulation was similar to the previous studies and the power constant agreed well with the experimental data. Three computational fluid dynamic （CFD） methods, labeled Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ, were used to compute the Metzuer constant k5. The results showed that the calculated value from the slop method （method Ⅰ） was consistent with the experimental data. Method Ⅱ, which took the maximal circumference-average shear rate around the impeller as the effective shear rate to compute ks, also showed good agreement with the experiment. However, both methods suffer from the complexity of calculation procedures. A new method （method Ⅲ） was devised in this paper to use the area-weighted average viscosity around the impeller as the effective viscosity for calculating k5. Method Ⅲ showed both good accuracy and ease of use.     

有机溶剂脱附法处理高浓度石油污染土壤的研究

对有机溶剂脱附法处理高浓度石油污染土壤进行了研究.选用若干种溶剂对采油区典型的高浓度石油污染土壤进行脱附实验,考察了不同溶剂对石油污染土壤的脱油效果.结果表明复合溶剂TU-A是一种良好的脱附溶剂.通过考察该复合溶剂在温度、时间和溶剂用量条件下对脱油率的影响,得出在室温下,洗涤20 min后脱油率可以达到95%左右,洗涤2次后脱油率可以达到98%以上.     

乙酰丙酸乙酯的反应精馏模型及隔壁塔节能优化设计

乙酰丙酸乙酯是一种潜在的生物质基平台化合物,在工业上具有很高的应用价值。乙酰丙酸乙酯传统的生产方法主要为间歇反应法,效率较低,产物分离困难且工艺流程较长。因此,本文提出了反应精馏工艺生产乙酰丙酸乙酯,在以中试实验结果为依据的基础上,使用Aspen Plus模拟软件建立了工艺流程,并考察了回流比、进料位置、进料摩尔比以及理论塔板数等关键参数,得到了常规单塔反应精馏工艺生产乙酰丙酸乙酯的最优配置。而后,为了得到纯度大于99.9%的乙酰丙酸乙酯,本文进一步提出了反应精馏双塔精制流程以及反应精馏隔壁塔流程,并通过对两种流程所得到的产品纯度以及能耗的对比,验证了反应精馏隔壁塔工艺生产乙酰丙酸乙酯的有效性以及在节能方面较大的优势。     

微波与碳基催化剂协同促进果糖制5-羟甲基糠醛

生物质转化为高附加值的化学品是替代石化产品的有效途径,微波与催化剂的协同作用有助于提升糖类的转化效率。碳材料具有良好的化学稳定性和介电性,是微波反应过程中理想的催化剂载体和吸波剂。为了探究碳基催化剂对微波场的响应能力,本文以4种碳材料为载体应用于果糖转化过程,包括碳纳米管（CNT）、碳纳米纤维（CNF）、炭黑（CB）和活性炭（AC）。以果糖转化率和5-羟甲基糠醛（5-HMF）收率为评价指标,对比不同催化剂在常规和微波加热条件下的催化性能,探究微波与不同载体的耦合作用对反应的强化效果。在微波场中测量不同碳材料悬浮液的温度曲线,评价碳基催化剂在微波场中的加热能力。通过表征样品结构和介电参数,解释载体与微波间耦合作用差异的原因。结果表明,碳基催化剂的微波诱导热效应可以有效提升反应转化率和收率,拥有高损耗角正切值和电导率的催化剂把微波能转化为热量的能力较强,更有助于将微波能量传递至反应表面。高比表面积、高长径比、低密度和高石墨化度的碳基催化剂也有利于产生微波热效应。另外,由于显著的微波热效应,碳纳米管基催化剂CNT-SA在4类催化剂中催化性能最优,以110℃微波辐射10min,5-HMF收率可达96.30%,且催化剂具有良好的循环使用性能。     

絮凝反应池中流体的CFD模拟及应用性能

絮凝反应是原水预处理工艺(混合-反应-沉淀)的重要环节,对整个工艺过程的水处理效果影响极大。本文针对絮凝反应过程中絮体颗粒生长所需的水力学条件,采用计算流体力学(CFD)软件分析了所设计搅拌絮凝反应池运行的可行性,通过控制絮体颗粒生长的流场,使絮体在其中可以生长至合适的尺度。研究结果表明,采用优化之后的反应设备,可以节约絮凝剂用量约20%,降低了生产费用,避免过量絮凝剂对水体造成的二次污染,并且提高了出水效果。     

前置烧焦式催化裂化装置稳态模拟:再生器取热器负荷对过程的影响

应用本文作者课题组开发的前置烧焦式催化裂化装置过程模拟平台,对某工业装置进行现场条件下的稳态模拟,并完成全装置模型的校正及验证。在此基础上,模拟分析了再生器取热器负荷对该装置操作产生的影响。模拟结果显示,改变再生器取热器的负荷,能够有效调节两器热量平衡,在确保工艺范围不超限的前提下提高装置剂油比,原料油转化率提高,装置产品分布得到有效调节,但是使得密相床再生器密相区床层温度降低,从而影响再生器的再生效果,不利于提升管进口再生催化剂初始活性的提高。     

横向流动对槽式液体分布器孔口出流的影响

以CFD模拟为工具,对槽内横向流动对孔口出流的影响进行了研究。研究结果表明:孔口的流量随着槽内横向流速的增加而减少。另外,研究结果还表明液位越低、孔口直径越小,孔口出流越容易受到横向流动的影响。对于处理量较大的槽式液体分布器,横向流动有可能导致大规模不良分布。因此,应对液体在分布器内的流动特性进行系统的研究,以避免形成大规模不良分布。