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基于PVA/EVOH/PEI三元共混体系阴离子交换膜的制备及其性能研究 被引量：1
1
作者 王中立 赵华 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第3期145-154,共10页
酸性废水排放会导致土壤和环境问题,因此有效处理酸性废水变得尤为重要。扩散渗析(DD)是处理酸性废水的重要方法,其核心在于阴离子交换膜(AEMs)的制备。本研究通过将聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚乙烯亚胺(PEI)混合,成功... 酸性废水排放会导致土壤和环境问题,因此有效处理酸性废水变得尤为重要。扩散渗析(DD)是处理酸性废水的重要方法,其核心在于阴离子交换膜(AEMs)的制备。本研究通过将聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚乙烯亚胺(PEI)混合,成功制备了一系列AEMs。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和原子力显微镜等手段对膜的结构进行表征。并对其吸水率、溶胀率、热稳定性、化学稳定性和机械稳定性的性能进行测试。实验结果表明,所制备膜的酸渗析系数(U_(H^(+)))范围从11.8到44.5×10^(-3)m/h。分离因子(S)值范围从23到57,均优于商业DF-120B(U_(H^(+))为4×10^(-3)m/h,S为24.3)和DF-120(U_(H^(+))为9×10^(-3)m/h,S为18)。本研究中所制备的膜在酸回收方面有着较好的应用前景。 展开更多
关键词 酸回收 阴离子交换膜 聚乙烯醇 乙烯-乙烯醇共聚物 聚乙烯亚胺
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蒸气相辅助法制备MOF基材料的研究进展
2
作者 张冰 李建惠 +3 位作者 马欣蓉 陈杨 李晋平 李立博 《化工学报》 北大核心 2025年第5期2026-2041,共16页
金属有机骨架(MOFs)材料因其具有高的比表面积和孔隙率、可调的孔径、丰富多样的结构等优势在气体吸附分离、催化、传感等领域展现出巨大的应用潜力。然而,传统MOF材料的合成以溶剂热法为主,不仅要消耗大量高值有机溶剂,且生产过程能耗... 金属有机骨架(MOFs)材料因其具有高的比表面积和孔隙率、可调的孔径、丰富多样的结构等优势在气体吸附分离、催化、传感等领域展现出巨大的应用潜力。然而,传统MOF材料的合成以溶剂热法为主,不仅要消耗大量高值有机溶剂,且生产过程能耗高、产量低、废液难处理,不符合化工绿色发展的要求。蒸气相辅助合成法具有溶剂用量小、反应流程少、周期短等优势,近年来在MOF材料合成与改性方面受到广泛关注,有望为MOF材料的合成提供一条绿色高效的新途径。综述了蒸气相辅助法制备MOF基材料的研究进展,阐述了该方法在MOF材料合成及改性领域的研究进展,展望了该方法的发展前景。 展开更多
关键词 金属有机骨架材料 蒸气辅助 合成 经济 改性 绿色
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混合型添加剂氨基溶液的CO_(2)捕集与氨逃逸研究
3
作者 杨宁 揣宇恒 +4 位作者 唐鸿强 郝敬洋 郜时旺 包志铭 焦魁 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第8期2606-2613,共8页
氨法碳捕集存在氨逃逸问题,导致环境污染和溶剂损失,限制了其工业化应用。本研究制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒和Ni^(2+)/Co^(2+)金属离子混合型添加剂,探讨其在氨水溶液中的协同作用机制,结合气液传质分析研究,考察了不同浓度添... 氨法碳捕集存在氨逃逸问题,导致环境污染和溶剂损失,限制了其工业化应用。本研究制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒和Ni^(2+)/Co^(2+)金属离子混合型添加剂,探讨其在氨水溶液中的协同作用机制,结合气液传质分析研究,考察了不同浓度添加剂对氨法碳捕集性能的影响。结果表明,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒浓度ω(Fe_(3)O_(4)@SiO_(2))=0.27时,CO_(2)吸收性能达到最佳,吸收率为56.28%;Ni^(2+)/Co^(2+)浓度为0.09 mol/L时,氨抑制率最佳为54.19%。针对氨逃逸问题在Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒的氨溶液中添加Ni^(2+)/Co^(2+)添加剂,混合添加剂的吸收率和氨逃逸抑制率处在单独添加Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)和Ni^(2+)/Co^(2+)两者之间,在兼顾碳捕集能力的同时降低了氨气的逸出。 展开更多
关键词 氨法碳捕集 纳米颗粒 混合添加剂 传质特性 氨逃逸
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二氧化碳加氢合成甲醇膜反应器研究进展
4
作者 范宗良 马腾飞 +3 位作者 杨勇 王东亮 周怀荣 李贵贤 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第4期98-106,共9页
可再生能源替代化石能源对实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。甲醇是重要的化工原料,也是理想的氢能载体和储能介质。二氧化碳(CO_(2))加氢合成甲醇技术为基于化石燃料的传统甲醇生产路线提供了一种可行的替代方案,也为CO_(2)的资源... 可再生能源替代化石能源对实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。甲醇是重要的化工原料,也是理想的氢能载体和储能介质。二氧化碳(CO_(2))加氢合成甲醇技术为基于化石燃料的传统甲醇生产路线提供了一种可行的替代方案,也为CO_(2)的资源化利用提供了途径,有望缓解化石燃料短缺和环境污染问题。反应器是CO_(2)加氢合成甲醇技术的核心之一,其中膜反应器具有CO_(2)转化率高、产物选择性高等优点,在该领域具有广阔的应用前景。综述了CO_(2)加氢合成甲醇膜反应器的研究现状,总结了甲醇合成膜反应器的结构特点,分析了甲醇合成膜反应器工业化应用过程中存在的问题以及进一步的研究方向。本研究可为甲醇合成膜反应器的工业化应用提供参考。 展开更多
关键词 CO_(2)加氢 甲醇合成 膜反应器
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LNG绕管式换热器壳侧混合工质的流动特性
5
作者 梅德清 徐培渊 +2 位作者 密晓光 张晓慧 陈林 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期529-535,共7页
基于大质流密度工况的紧凑式绕管式换热器结构参数,建立了壳侧两相流动的物理模型和数值模型,以预测壳侧雷诺数随干度及质流密度的变化.针对分段式换热器设计中壳侧的3种不同工质及运行工况,研究了干度和质流密度对换热器壳侧压力分布... 基于大质流密度工况的紧凑式绕管式换热器结构参数,建立了壳侧两相流动的物理模型和数值模型,以预测壳侧雷诺数随干度及质流密度的变化.针对分段式换热器设计中壳侧的3种不同工质及运行工况,研究了干度和质流密度对换热器壳侧压力分布及速度流线的影响.结果表明:当干度由0.2增加至0.9时,预冷段内壳侧液相雷诺数平均减小了87.18%,液化段内壳侧液相雷诺数平均减小了82.41%,深冷段内壳侧液相雷诺数平均减小了90.39%;壳侧邻层绕管通道内的压力在局部呈高压、低压交错分布的特点. 展开更多
关键词 绕管式换热器 数值模拟 流动压降 雷诺数 液化天然气
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双极膜电渗析过程中阴离子迁移规律研究 被引量：1
6
作者 范乐 刘国昌 +3 位作者 王海涛 康权 常娜 李浩 《现代化工》 北大核心 2025年第S1期187-194,199,共9页
系统研究了阴离子在单一盐溶液、混合盐溶液中双极膜电渗析(BMED)过程的反离子迁移和同离子迁移现象,并比较了同离子迁移问题在不同膜中的严重程度。结果表明,反离子迁移过程中,NO_(3)^(-)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)在阴离子交换膜上的通量... 系统研究了阴离子在单一盐溶液、混合盐溶液中双极膜电渗析(BMED)过程的反离子迁移和同离子迁移现象,并比较了同离子迁移问题在不同膜中的严重程度。结果表明,反离子迁移过程中,NO_(3)^(-)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)在阴离子交换膜上的通量差异较大,一价离子之间:NO_(3)^(-)>Cl^(-),一价/二价离子之间:NO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-);同离子迁移过程中,阴离子在双极膜上通量高于在阳膜上,即阴离子的泄漏主要来源于酸室,酸室浓度越高,阴离子向碱室的泄漏越严重;相较于一价阴离子,二价阴离子更不易发生离子泄漏。 展开更多
关键词 双极膜电渗析 阴离子迁移 同离子 离子交换膜
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长焰煤热解过程中孔的演变及其对挥发分传质影响
7
作者 崔诣 胡耀伟 +2 位作者 宋云彩 冯杰 李文英 《化工学报》 北大核心 2025年第10期5300-5310,F0002,共12页
孔隙结构是影响热解脱挥发分的重要因素之一。为了研究煤热解过程中孔隙的演变规律和分形特征及其对挥发分传质行为的影响,本文通过N_(2)吸附法和分形理论对不同热解终温(393~1073 K)下半焦的孔隙结构进行了分析和定量描述。并基于半焦... 孔隙结构是影响热解脱挥发分的重要因素之一。为了研究煤热解过程中孔隙的演变规律和分形特征及其对挥发分传质行为的影响,本文通过N_(2)吸附法和分形理论对不同热解终温(393~1073 K)下半焦的孔隙结构进行了分析和定量描述。并基于半焦孔隙的演变规律和分形特征,从颗粒尺度上对热解过程中孔结构的演变进行了建模,模型考虑了焦油的二次裂解反应、挥发分在分形孔隙内的扩散,同时能预测煤颗粒的瞬态温度分布、挥发分的生成以及孔隙结构的变化。结果表明,半焦热解过程中以狭缝状介孔为主;影响孔隙演变的机制包括干燥脱气、有机质裂解与孔隙收缩;微孔存在增加了半焦孔结构的非均质性。孔结构主要通过改变焦油的扩散机制来影响挥发分的产率,对轻质气体的产率影响不大。 展开更多
关键词 低阶煤热解 多孔介质 孔隙结构 分形维数 扩散 数值模拟
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RP-3航空燃油在惰化气体条件下的闭口闪点测定
8
作者 王悦 刘屹 +2 位作者 高经诚 柴婷 冯诗愚 《航空动力学报》 北大核心 2025年第9期263-270,共8页
闪点作为燃油的安全衡量标准,为预防混合蒸汽进入可燃性区域燃爆提供了必要信息。基于GB/T 261-2008《闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》标准,搭建了惰化气体环境下的闪点测定装置,选取了N_(2)和CO_(2)两种不同的惰化气体,先测定了RP-3... 闪点作为燃油的安全衡量标准,为预防混合蒸汽进入可燃性区域燃爆提供了必要信息。基于GB/T 261-2008《闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》标准,搭建了惰化气体环境下的闪点测定装置,选取了N_(2)和CO_(2)两种不同的惰化气体,先测定了RP-3燃油在空气中的闪点,再测定了5%~20%N_(2)和5%~20%CO_(2)摩尔分数对RP-3燃油闪点的影响效果,同时与已有文献数据对比,验证了实验数据的可靠性。结果显示:闪点随N_(2)与CO_(2)摩尔分数的增加而不断上升,且CO_(2)对闪点的影响效果明显强于N_(2),与文献中Jet A煤油受两种惰性气体的影响趋势相似,由此,在油箱惰化应用中可以根据实际需要选择惰化气体摩尔分数方案。 展开更多
关键词 闪点 RP-3航空燃油 实验测定 宾斯基-马丁闭口杯法 氮气 二氧化碳
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微气泡强化气-液两相鼓泡塔流动特性的数值模拟
9
作者 刘束玉 蔡镇 +6 位作者 李成祥 徐世梅 石孝刚 高金森 蓝兴英 王涛 贾保印 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第5期1357-1366,共10页
气-液传质缓慢通常是限制鼓泡塔中总反应过程速率的关键因素,通过采用微气泡以强化气-液传质,近年来受到较多关注。然而,鼓泡塔中气-液流动特性复杂,目前关于微气泡流动与分布特性对气-液传质的影响机理尚不明确。为此,采用计算流体力学... 气-液传质缓慢通常是限制鼓泡塔中总反应过程速率的关键因素,通过采用微气泡以强化气-液传质,近年来受到较多关注。然而,鼓泡塔中气-液流动特性复杂,目前关于微气泡流动与分布特性对气-液传质的影响机理尚不明确。为此,采用计算流体力学(CFD)方法,通过与传统毫米级气泡的流动与分布特性进行详细对比,阐述了鼓泡塔中微气泡能够强化气-液传质的原因所在:相比毫米级气泡,鼓泡塔采用微气泡时,其液面高度提升了33.45%,总气含率提升了72.66%,比表面积提升了27倍,气含率轴向、径向分布更均匀,气-液两相混合更均匀,气泡上升速度更低,在液相中停留时间更长,有利于强化气-液两相接触,进而可强化气-液传质。 展开更多
关键词 微气泡 鼓泡塔 数值模拟 过程强化 流动特性
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基于相场格子Boltzmann方法的相间传质模拟
10
作者 崔嘉 秦妍 +3 位作者 董波 周训 张雅瑾 李维仲 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期271-277,共7页
相间传质在科学、工程和技术领域广泛存在。为了研究静态和动态情况下不混溶两相之间的相间传质过程,本文将连续组分传输模型与相场格子玻尔兹曼方法结合,构建了一个适用于模拟具有大密度比两相流系统相间传质过程的格子Boltzmann多相... 相间传质在科学、工程和技术领域广泛存在。为了研究静态和动态情况下不混溶两相之间的相间传质过程,本文将连续组分传输模型与相场格子玻尔兹曼方法结合,构建了一个适用于模拟具有大密度比两相流系统相间传质过程的格子Boltzmann多相模型。该模型通过在碰撞过程引入源项和相界面处引入传质通量,保证相界面上的通量连续性。随后通过模拟静止相界面传质问题和毛细管驱替与传质过程验证了传质模型的正确性。和现有模型相比,本文提出的模型在模拟相间传质过程中可以保证相界面传质通量具有较高的精度。随后,本文模拟了多孔介质内相间传质过程,并对多孔介质内两相传质通量的变化原因和影响因素进行深入研究。研究结果表明,根据相界面传质通量的变化可以将多孔介质中相间传质过程划分为两个阶段。第一阶段相界面总传质通量随界面处浓度梯度迅速减小;第二阶段的总传质通量曲线与单位相界面速度曲线的变化趋势高度一致。 展开更多
关键词 相间传质 两相流 格子玻尔兹曼方法 相场模型 多孔介质
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基于多元线性回归和反向传播人工神经网络预测离子液体的声速
11
作者 季常征 万仁 +2 位作者 时兆翀 彭昌军 刘洪来 《华东理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期158-165,共8页
离子液体的声速可采用实验测定、半经验模型和理论研究方法获得,其中,定量结构-性质关系(QSPR)模型已受到广泛关注,但构造一个有效的QSPR模型取决于选择合适的分子描述符。本文采用片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)获得离子液体... 离子液体的声速可采用实验测定、半经验模型和理论研究方法获得,其中,定量结构-性质关系(QSPR)模型已受到广泛关注,但构造一个有效的QSPR模型取决于选择合适的分子描述符。本文采用片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)获得离子液体电荷密度分布片段面积(Sσ)和空穴体积(VCOSMO)两个描述符,并分别采用多元线性回归(MLR)和反向传播人工神经网络(BP-ANN)构建了用于描述离子液体声速的线性QSPR模型u-MLR和非线性QSPR模型u-ANN,模型中包含了温度和离子液体相对分子量,所涉及的数据集包括171种离子液体的5 114个数据点。在总的离子液体声速数据集中,u-MLR和u-ANN的决定系数(R2)分别为0.970 6和0.999 5,平均绝对相对偏差(AARD)分别为1.59%和0.10%,均方根误差(RMSE)分别为30.68 m/s和4.12 m/s。结果表明,基于人工神经网络建立的u-ANN模型的预测效果明显优于基于线性回归方法建立的u-MLR模型的预测效果。 展开更多
关键词 声速 离子液体 人工神经网络 多元线性回归 定量结构-性质关系
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双层格栅对工业MTO反应器流动特性影响的MP-PIC模拟
12
作者 白士玉 汪显盼 +3 位作者 潘海涛 苟荣恒 杨彦彪 张永民 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期153-160,共8页
某工业甲醇制烯烃装置的反应器是一个密相段直径为10 m、底部采用板式气体分布器、内置两层网状格栅内构件的大型湍动流化床反应器,利用MP-PIC(multi-phase particle-in-cell)方法对该反应器进行等比例气固流动特性的数值模拟,模拟中考... 某工业甲醇制烯烃装置的反应器是一个密相段直径为10 m、底部采用板式气体分布器、内置两层网状格栅内构件的大型湍动流化床反应器,利用MP-PIC(multi-phase particle-in-cell)方法对该反应器进行等比例气固流动特性的数值模拟,模拟中考虑颗粒分配器、格栅、旋风分离器组等主要的内部构件,以工业数据作为模拟工艺参数,考察反应器中两层网状格栅的作用。结果表明:模拟得到的床层平均密度与实际工业数据总体吻合良好,安装两层网状格栅提升了密相床层高度,使密相床层平均密度下降了112 kg/m3,这对应着密相床层流化质量与气固接触效率的改善;网状格栅可以有效限制床中大气泡产生,使得格栅上方密相颗粒分布更加均匀,气固混合更加充分,同时还能大幅度抑制反应器密相区颗粒的轴向返混。 展开更多
关键词 甲醇制烯烃 反应器 流化床 格栅 MP-PIC方法 模拟
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微通道内两相吸收剂TETA/DEEA吸收CO_(2)过程的传质研究
13
作者 米晓天 刘宏臣 +3 位作者 王克军 唐文娜 徐永伟 杨梅 《化工学报》 北大核心 2025年第6期2667-2677,共11页
利用高速摄像研究了微通道内两相吸收剂三乙烯四胺/二乙氨基乙醇(TETA/DEEA)的CO_(2)吸收传质特性,系统考察了气液两相流量、吸收剂总胺浓度及总胺中TETA占比对初始气泡长度LB0、气泡体积减小量ΔVB、CO_(2)吸收率φ和液侧体积传质系数... 利用高速摄像研究了微通道内两相吸收剂三乙烯四胺/二乙氨基乙醇(TETA/DEEA)的CO_(2)吸收传质特性,系统考察了气液两相流量、吸收剂总胺浓度及总胺中TETA占比对初始气泡长度LB0、气泡体积减小量ΔVB、CO_(2)吸收率φ和液侧体积传质系数kLa的影响。结果表明,LB0与ΔVB密切相关,均随液体流量、总胺浓度和总胺中TETA占比的增加,以及气体流量的降低而降低。CO_(2)吸收率随气体流量的增加而降低,随总胺中TETA占比的增加呈现先增加后降低的趋势。实验测得的kLa值在0.88~13.65 s^(-1)之间,比传统反应器高1~2个数量级,表明微通道反应器可显著强化TETA/DEEA两相吸收剂捕集CO_(2)过程。此外,基于实验数据提出了kLa预测关联式,预测效果较好。 展开更多
关键词 微通道 两相吸收剂 吸收 气液两相流 传质
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微反应器微观混合性能的数值模拟研究
14
作者 赵宏宇 唐晓津 王彧斐 《石油炼制与化工》 北大核心 2025年第4期123-131,共9页
为分析微反应器微观混合过程中的内部信息,采用计算流体力学(CFD)方法,选用层流-有限速率模型对T形圆管、T形方管和Y形方管微反应器的微观混合过程进行了数值模拟,模拟结果与文献中的试验数据基本吻合,说明所选用CFD模型的准确性和可靠... 为分析微反应器微观混合过程中的内部信息,采用计算流体力学(CFD)方法,选用层流-有限速率模型对T形圆管、T形方管和Y形方管微反应器的微观混合过程进行了数值模拟,模拟结果与文献中的试验数据基本吻合,说明所选用CFD模型的准确性和可靠性良好。分析了Villermaux-Dushman反应体系中流体在上述3种微反应器中的流动状态和速度分布、H^(+)和I_(2)分布情况及其离集指数(X_(S))的分布规律,从而评估微反应器的微观混合性能。结果表明:3种微反应器中的流体流动均为层流态;在T形圆管微反应器中,H^(+)被快速完全消耗;在T形方管和Y形方管微反应器中,H+始终存在;3种微反应器的X_(S)均较小,表现出优良的微观混合性能。 展开更多
关键词 计算流体力学 微反应器 Villermaux-Dushman反应 微观混合性能 离集指数
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固定床反应器中甲醇制芳烃工业催化剂结构影响的研究
15
作者 解勤勤 翁俊旗 +2 位作者 林振利 叶光华 周兴贵 《化工学报》 北大核心 2025年第9期4487-4498,共12页
甲醇制芳烃是一种可行的替代石油路线的芳烃生产技术,其关键在于开发高性能甲醇制芳烃工业催化剂。考虑到反应器尺度传递过程会影响工业催化剂的整体性能,建立了从工业催化剂到固定床反应器的双尺度颗粒分辨计算流体力学模型,并借助该... 甲醇制芳烃是一种可行的替代石油路线的芳烃生产技术,其关键在于开发高性能甲醇制芳烃工业催化剂。考虑到反应器尺度传递过程会影响工业催化剂的整体性能,建立了从工业催化剂到固定床反应器的双尺度颗粒分辨计算流体力学模型,并借助该模型探究了工业催化剂结构对甲醇制芳烃性能的影响规律。结果显示,拉西环催化剂颗粒对应的床层空隙率大,催化剂内扩散限制小,相比于其他催化剂外形具有最低的床层压降和较高的反应器出口芳烃收率。减小催化剂颗粒粒径能有效提升反应器出口芳烃收率,但是也会显著增加反应器压降。催化剂孔径为200 nm以及空隙率为0.5时能有效平衡催化剂内扩散以及催化材料含量和分布,显示出最高的反应器出口芳烃收率。研究结果将为甲醇制芳烃工业催化剂设计优化提供一种强大的模型工具以及一些重要的理论依据。 展开更多
关键词 甲醇制芳烃 多孔介质 填充床 计算流体力学 传递
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一种新型规整填料的传质及压降特性
16
作者 秦涛 朱慧铭 《化学工业与工程》 北大核心 2025年第1期148-156,共9页
采用非介入的表面反应气相传质实验来测定规整填料表面的传质系数分布,在此基础上建立了波纹规整填料的流动及传质CFD模型。采用该CFD模型与正交试验开发了一种新型填料,其通道的形状区别于传统波纹规整填料的三角形,采用具有更大水力... 采用非介入的表面反应气相传质实验来测定规整填料表面的传质系数分布,在此基础上建立了波纹规整填料的流动及传质CFD模型。采用该CFD模型与正交试验开发了一种新型填料,其通道的形状区别于传统波纹规整填料的三角形,采用具有更大水力半径的四边形。CFD模拟结果表明经过几何结构优化后的新型填料在保持良好传质性能的同时,压降减小22.22%~23.03%。 展开更多
关键词 规整填料 计算流体力学 传质 压降
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微气泡气液固流化床气液传质特性
17
作者 高帅 马永丽 刘明言 《化工进展》 北大核心 2025年第10期5590-5598,共9页
气液固流化床因具有高效的相间接触、混合和传质特性,被广泛应用于工业反应器。因微气泡具有较大的比表面积、较长的停留时间,将微气泡与气液固流化床相结合,形成新型高效微气泡气液固流化床,对于需要提高气液传质速率的化学反应体系具... 气液固流化床因具有高效的相间接触、混合和传质特性,被广泛应用于工业反应器。因微气泡具有较大的比表面积、较长的停留时间,将微气泡与气液固流化床相结合,形成新型高效微气泡气液固流化床,对于需要提高气液传质速率的化学反应体系具有较大的应用潜力。目前尚未见到开展气液固流化床微气泡气液传质特性研究的报道。本文搭建了微气泡气液固流化床实验装置系统,采用动态溶氧法,研究了操作条件、颗粒静止床层高度和颗粒尺寸等特性对微气泡气液传质性能的影响。研究结果表明,气液体积传质系数受气液相界面积和液侧传质系数的影响,随表观气速和主水流表观液速的增大而增大,随颗粒静止床层高度和颗粒尺寸的增大而减小。气液相界面积同时受气含率和气泡尺寸的影响,受气含率的影响更强。气液相界面积随着表观气速和主水流表观液速的增大而增大。在采用水、空气、玻璃珠颗粒为三相介质的微气泡气液固流化床中,当主水流表观液速为111.11mm/s、辅水流表观液速为55.56mm/s、温度为20℃、表观气速从3.33mm/s增大到15.33mm/s时,气液相界面积由77.09m^(-1)增大到229.43m^(-1)。随着颗粒静止床层高度和颗粒尺寸的增大,固含率增大,气液相界面积减小。增加流体表观速度和颗粒静止床层高度,可以强化微气泡三相流化床内的湍流流动,增大液侧传质系数。 展开更多
关键词 流化床 多相流 微气泡 气液传质
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微反应器内芳烃硝化过程的研究现状及前景
18
作者 李高辉 李星星 +3 位作者 王进 孙璐茜 危云森 张颖 《化工技术与开发》 2025年第11期75-78,95,共5页
芳烃硝化作为有机合成领域的基础反应之一,其产物硝基芳烃广泛应用于医药、农药、染料及含能材料等领域。传统的釜式硝化工艺存在强放热风险、废酸污染和选择性差等问题,微反应器技术凭借其优越的传质、传热性能和本质安全性,成为硝化... 芳烃硝化作为有机合成领域的基础反应之一,其产物硝基芳烃广泛应用于医药、农药、染料及含能材料等领域。传统的釜式硝化工艺存在强放热风险、废酸污染和选择性差等问题,微反应器技术凭借其优越的传质、传热性能和本质安全性,成为硝化工艺升级的研究热点。本文结合课题组的研究结果,介绍了目前微反应器内芳烃硝化过程的研究现状,从过程机理、过程强化、工业化应用等方面,揭示微反应器内芳烃硝化过程的技术突破以及未来的发展趋势。 展开更多
关键词 微反应器 芳烃硝化 过程强化
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十字聚焦型微流道内气泡生成特性研究
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作者 孙辉 吴永泽 +2 位作者 姚震 丁艺 俞建峰 《化学工业与工程》 北大核心 2025年第5期128-137,共10页
微气泡因具有尺度小、比表面积大、膜传质率高等特点,在超声造影、靶向药物输送、污水处理等领域有着重要作用。传统的微气泡制备方法存在气泡粒径分布不均、无法精确调控制备气泡尺寸与数量等问题。使用十字聚焦型微流道生成气泡,可精... 微气泡因具有尺度小、比表面积大、膜传质率高等特点,在超声造影、靶向药物输送、污水处理等领域有着重要作用。传统的微气泡制备方法存在气泡粒径分布不均、无法精确调控制备气泡尺寸与数量等问题。使用十字聚焦型微流道生成气泡,可精确控制气泡直径与生成频率,采用基于透镜的气泡检测系统研究了气泡生成机理与分散规律,探究了两相流速、表面张力、液相动力黏度对生成气泡的影响规律。结果表明,气泡直径随液相流速和动力黏度增大而减小,随表面张力增大而增大,气泡生成频率随气相流速和液相动力黏度增大而增大,随表面张力增大而减小。液相甘油浓度在50.0%~68.5%之间,对于气泡的生成直径和频率影响最大,可制备气泡直径235~460μm,气泡生成频率11.8~24.2 Hz,对生成气泡的调控性最好。 展开更多
关键词 微流控 十字聚焦 气泡 图像处理
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基于微反应器技术的化工过程强化与安全性分析
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作者 李建民 《现代工业工程》 2025年第10期127-129,共3页
微反应器以微尺度通道为核心单元,通过增强传热与传质并缩短特征时间,为化工过程带来高选择性与高通量的统一路径。在连续流条件下,反应物分散均匀,局部温度与浓度梯度受限,不稳定行为得到抑制。该技术能够在较小体积内实现可扩容的模... 微反应器以微尺度通道为核心单元,通过增强传热与传质并缩短特征时间,为化工过程带来高选择性与高通量的统一路径。在连续流条件下,反应物分散均匀,局部温度与浓度梯度受限,不稳定行为得到抑制。该技术能够在较小体积内实现可扩容的模块化放大,将传统依赖高库存与高能量密度的运行方式,转化为低库存与快周转的运行逻辑。本文围绕机理阐释、设计方法与安全性分析三个层面展开,归纳尺度效应对速率与选择性的影响,提出基于停留时间分布的反应匹配思路,并构建本质安全导向的多层防护框架,以为过程强化与装置安全提供统一分析视角。 展开更多
关键词 微反应器 过程强化 尺度效应 本质安全 连续流
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