超重力强化干法脱硝制氨工艺

将超重力法氨水吹脱制氨技术用于选择性催化还原(SCR)脱硝工艺(需氨5vol%~10vol%),以空气?氨水为实验体系、旋转填料床为吹氨设备,考察了进气温度、超重力因子、气液体积比在装填不同填料时对脱氨率和产氨率的影响规律。结果表明,处理气量为4~10 m3/h时,丝网和乱堆两种不锈钢填料的吹脱率均随进气温度、超重力因子和气液体积比增大而增大;产氨率随进气温度和超重力因子增大而增大,随气液体积比增大而降低,产氨率达10%以上,与SCR法所需浓度一致,表明超重力氨水吹脱所制氨浓度可用于SCR脱硝。处理气量为50?700 m3/h时,吹脱浓度1wt%的氨氮废水,产氨率最大为3.0%。虽不满足SCR脱硝要求,但可将氨氮废水吹脱和氨水吹脱工艺相结合,节约氨水消耗量。     

三股对撞式撞击流反应器微观混合性能研究

采用高速数码相机对三股对撞式撞击流反应器不同入口雷诺数下的流场特征进行了研究,并采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系,考察了不同喷嘴直径下的入口雷诺数、不同溶液体积流量比对离集指数的影响。结果表明:入口雷诺数、溶液体积流量比对离集指数有明显的影响。增大入口雷诺数,三股流体高速撞击破碎成的液滴粒径逐渐减小,液滴雾化程度增加,离集指数减小,微观混合效果增加;增大体积流量比,溶液局部浓度增大,导致混合不均匀,离集指数增大。与传统撞击流反应器相比,三股对撞式撞击流反应器离集指数为传统撞击流反应器的2/5,表现出了较好的微观混合性能,更适用于不等溶液体积流量比的液液快速混合反应。     

Fenton氧化法深度降解HMX生产废水

采用Fenton氧化法对化工生产中的奥克托今(HMX)生产废水进行了处理。以HMX和化学需氧量(COD)去除率为目标,系统考察了H2O2浓度、pH值、FeSO4浓度、温度、时间等参数对HMX废水降解的影响规律。实验得到适宜的操作条件为:pH值3,温度20℃,H2O2投加量2 mol·L-1,分6次等量投加,FeSO4投加量为0.05 mol·L-1,反应时间1.5 h。在此工艺条件下,HMX废水的COD去除率为88.8%,HMX去除率为91.58%,处理后的废水可生化系数BOD/COD由原水的0.013提高至0.328,满足可生化处理的要求。     

用超重力技术强化O3/Fe(Ⅱ)工艺深度氧化降解苯胺废水

针对传统反应器存在臭氧传质效率低的问题,将旋转填料床(RPB)的超重力技术与O_3/Fe(Ⅱ)高级氧化法相耦合(RPB-O_3/Fe(Ⅱ))用于含苯胺(AN)废水的深度氧化降解,考察了超重力因子β、催化剂Fe(Ⅱ)投加量、O_3浓度,体系pH值及苯胺初始浓度对AN降解率和TOC去除率的影响,用液相色谱-质谱联用仪分析了AN降解过程的中间产物,探讨了AN的降解机理。结果表明,超重力因子的提高有利于AN的深度降解;体系pH值会影响臭氧化直接与间接反应以及催化剂Fe(Ⅱ)的存在形式,RPB-O_3/Fe(Ⅱ)体系拓宽了臭氧使用的pH范围;O_3浓度增加有利于提高AN降解效能,但臭氧利用效率降低。在超重力因子β为100,Fe(Ⅱ)浓度为0.8 mmol·L~(-1),O_3浓度为36 mg·L~(-1),pH值为3,AN初始浓度为200 mg·L~(-1)时,12 min苯胺去除率达100%,60min时TOC去除率可达73%。氧化降解苯胺过程的中间产物主要有硝基苯、对苯醌、马来酸和草酸,并推断了臭氧催化氧化降解苯胺的可能途径。     

“三全育人”理念指导下的化工热力学课程思政教学探索

课程思政对化工专业育人目标的实现起到重要支撑作用。文章以“三全育人”理念为指导,通过分析化工热力学课程思政要素,提出“三层面八要素”课程思政育人模式,从全员、全过程、全方位三个层面阐述课程思政育人的举措,重点探索如何通过引导启发式与案例式教学将思政要素融入教学全过程,从而同步实现知识传授与德行培养的目标。此外,文章还对化工热力学课程思政教学实践中存在的问题进行了反思,以期为化工热力学课程思政建设提供参考。     

超重力法制备铜锰催化剂及其催化燃烧甲苯性能的研究

催化燃烧技术是去除大气中甲苯等对人体和环境有危害的挥发性有机物的一种有效方法。为改善催化燃烧技术用的铜锰催化剂在普通共沉淀制备中Cu-Mn元素分布不均匀的问题,进行了撞击流-旋转填料床结合液相共沉淀法制备铜锰催化剂的研究。分析了撞击初速和超重力因子对铜锰催化剂催化燃烧甲苯性能的影响;同时,在较适宜的制备条件下,采用Laman、 H₂-TPR等表征手段分析了催化剂的物理化学性质。结果表明：适宜的工艺参数为撞击初速5.31 m/s、超重力因子105.81。在此条件下制备的催化剂表现出良好的催化燃烧活性(t₉₀=215℃),相较于传统搅拌釜制备的铜锰复合催化剂的t₉₀降低了12℃。Laman和H₂-TPR结果表明,撞击流-旋转填料床强大的传质和液液微观混合能力使得催化剂具有更为均匀的Cu-Mn元素分布和更强的Cu-Mn协同作用。在适宜的IS-RPB操作参数下制备的催化剂经过40 h的稳定性测试后,依然表现出较高的催化燃烧甲苯性能。     

氧化度对超重力场净化硝烟效率的影响

针对两级旋转填料床强化吸收NOx过程中存在第二级效率低的问题,在两级间设立氧化塔,考察硝烟中NOx的脱除率随氧化度、超重力因子、喷淋密度、气速的影响规律。实验结果表明:NOx浓度越高,达到较高氧化度的时间越短;NOx浓度较低时,氧化度达到50%的氧化时间比较短,但要达到90%则需要较长氧化时间;不同超重力因子、喷淋密度、气速等条件下其脱除率均随氧化度的增加而增加;在较高NOx浓度和氧化度下,脱除率高于常规吸收平衡值的5%。     

以项目式教学驱动面向新工科的化工原理实验创新——以中北大学为例

针对中北大学化工原理实验教学存在的问题,课程团队以项目式教学为抓手,从实验内容系统化设计、实验任务项目化教学、实验设施多功能化差异化改造、学习资源立体化保障、指导教师专业化分工、项目库建设动态化更新等方面开展教学改革实践。此次教改有利于培养学生的实验规划和工程设计能力、实验操作和科学研究能力、团队协作和沟通交流能力,能够有效提升化工原理实验课程教学质量,同时有助于构建适应工程实际和产业需求的化工原理实验教学新模式,可为新工科背景下工程实验课程教学改革提供实践范例。     

多孔波纹板错流旋转床的传质性能

以CO2-NaOH为介质,研究了两种板间距填料结构的传质性能。结果表明：多孔波纹板错流旋转床的体积传质系数在相近的操作条件下分别比文献丝网错流旋转床高0.95～2.1倍、比逆流旋转床略低,比传统气液传质设备高1～2个数量级。应用MATLAB语言编制应用程序对实验数据的回归分析得出了体积传质系数的关联式。     

旋转填料床中臭氧化处理染料废水的试验

研究了在旋转填料床中O3氧化处理染料废水。主要考察了超重力因子β、初始pH值和气液比等因素对脱色率的影响。试验结果表明,随着β的增大脱色率增大,β大于100后对脱色率增大不明显;脱色率随染料废水初始pH值增加呈先增大后略微下降的趋势;最佳初始pH值为10～11;气液比的增加有助于脱色率的提高。与传统O3气液反应设备相比,旋转填料床的高效传质特性可以提高O3的氧化功效和利用率,节约O3的消耗量。