检索结果-内蒙古大学图书馆

化工学报 2013年第11期64卷 4096-4104页

作者：刘应书魏广飞张辉李虎李小康谭雅倩北京科技大学机械工程学院北京100083

醇胺溶液吸收CO2是沼气提纯领域重要的研究课题。在实验填料吸收塔中,以乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）为吸收剂,研究了吸收剂浓度、进气流量、CO2浓度、进液温度对吸收过程转化率η、吸收速率N以及气相总体积传质系数KGae的影响。结... 详细信息

醇胺溶液吸收CO2是沼气提纯领域重要的研究课题。在实验填料吸收塔中,以乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）为吸收剂,研究了吸收剂浓度、进气流量、CO2浓度、进液温度对吸收过程转化率η、吸收速率N以及气相总体积传质系数KGae的影响。结果表明,吸收剂浓度增加可有效提高η、N及KGae;进气流率增加,η逐渐降低,N先增加后降低,KGae先增加后降低最终趋于稳定;随着CO2浓度增加,η和KGae不断降低,N逐渐增加;随着进液温度升高,η和KGae均先升高后降低;MEA、DEA的最佳进液温度在40～60℃之间,并随CO2负载量增大而逐渐降低。研究结果对于醇胺溶液吸收法沼气提纯技术的研究开发和实际应用有参考作用。

关键词：沼气提纯填料塔醇胺传质总体积传质系数

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正己烷在两相分配搅拌式反应器中的传质过程研究

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高校化学工程学报 2020年第3期34卷 679-687页

作者：胡静涛郄凌翔章晶晓成卓韦叶杰旭张士汉陈建孟陈东之浙江工业大学环境学院浙江杭州310014 台州市生态环境局玉环分局浙江台州317600

为研究两相分配搅拌式反应器中硅油对正己烷传质的影响,采用静态顶空法获得正己烷的气/水和硅油混合液分配系数H,通过模型拟合计算最大气相可转移至液相的正己烷体积分数βS^*,利用效能-传热单位数法计算总体积传质系数KLa。结果表明,... 详细信息

为研究两相分配搅拌式反应器中硅油对正己烷传质的影响,采用静态顶空法获得正己烷的气/水和硅油混合液分配系数H,通过模型拟合计算最大气相可转移至液相的正己烷体积分数βS^*,利用效能-传热单位数法计算总体积传质系数KLa。结果表明,随着硅油比例φ的提高,H显著下降;"等效吸收容量"模型可以很好地描述H与φ之间的关系;βS^*随着硅油的添加急剧增大,并随着φ提高而上升,而进气流速的增加会导致βS^*减小;KLa会随着φ上升而减小,但硅油显著提升了饱和液相正己烷浓度,从而提高正己烷的总传质速率。

关键词：正己烷两相分配生物反应器传质模型总体积传质系数

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NaOH-CO_(2)体系下并流立体旋流筛板塔传质性能

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化工进展 2021年第11期40卷 6019-6026页

作者：张玉荣唐猛刘燕王德武王璐莎张少峰河北工业大学化工学院天津300130 河北工业大学机械学院天津300130 天津市普林思瑞科技发展有限公司天津300130

二氧化碳捕集是应对全球气候变暖问题的重要技术之一。本文使用NaOH溶液和CO_(2)作为实验体系,在并流塔中对立体旋流筛板(TRST)的传质性能进行实验研究,测定并计算出全塔及塔板段的气相总体积传质系数[K_(G)a_(e),(K_(G)a_(e))t],重点... 详细信息

二氧化碳捕集是应对全球气候变暖问题的重要技术之一。本文使用NaOH溶液和CO_(2)作为实验体系,在并流塔中对立体旋流筛板(TRST)的传质性能进行实验研究,测定并计算出全塔及塔板段的气相总体积传质系数[K_(G)a_(e),(K_(G)a_(e))t],重点考察塔板安装数量和方式、空塔气相动能因子和喷淋密度、CO_(2)和NaOH浓度等参数的影响规律。研究结果表明,塔板段是传质过程的主要区间,增加塔板数量以及采用塔板逆向安装方式是提升传质性能的有效技术手段;塔板段的气相总体积传质系数随空塔气相动能因子和NaOH浓度的增加呈先增大后减小的趋势,随喷淋密度和CO_(2)浓度的增加而减小,最高可达12.18kmol/(m^(3)·h·kPa);建立塔板段的气相总体积传质系数的经验模型,模型计算值与实验数据的吻合性较好,相对误差小于20%。

关键词：立体旋流筛板吸收传质二氧化碳总体积传质系数

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中空纤维膜组件分离酸性气体

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化工冶金 2000年第3期21卷 268-273页

作者：郭占虎史季芬徐静年魏素英吴祥芝北京化工大学化学工程学院

研究了气体膜分离与溶剂吸收相结合的分离技术．以NaOH水溶液为吸收剂，在中空纤维膜组件中实现二氧化硫气体的选择性吸收．研究了在三种不同结构的疏水性聚丙烯中空纤维膜组件中，吸收剂浓度、液速、气速、气液两相在膜组件内的流程、... 详细信息

研究了气体膜分离与溶剂吸收相结合的分离技术．以NaOH水溶液为吸收剂，在中空纤维膜组件中实现二氧化硫气体的选择性吸收．研究了在三种不同结构的疏水性聚丙烯中空纤维膜组件中，吸收剂浓度、液速、气速、气液两相在膜组件内的流程、膜结构等对分离过程的影响；根据膜结构的实际参数确定了多孔膜的曲率因子，总传质系数的计算值与实验值相符．

关键词：中空纤维膜组件总体积传质系数酸性气体分离

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碳酸钠溶液吸收H_2S气体的传质性能及数学模型分析

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过程工程学报 2013年第6期13卷 931-938页

作者：罗洋盛宇星曹宏斌中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

采用Na2CO3溶液在填料塔中分别吸收高、低浓度H2S气体,通过测定总体积传质系数(KGa),采用基于Box-Behnken设计的响应面分析方法研究吸收液流量、浓度和气体流量对KGa的影响,建立了Na2CO3溶液吸收高、低浓度H2S的二次响应曲面模型.结果表... 详细信息

采用Na2CO3溶液在填料塔中分别吸收高、低浓度H2S气体,通过测定总体积传质系数(KGa),采用基于Box-Behnken设计的响应面分析方法研究吸收液流量、浓度和气体流量对KGa的影响,建立了Na2CO3溶液吸收高、低浓度H2S的二次响应曲面模型.结果表明,在高、低H2S吸收体系中,各因素对KGa的影响规律基本一致,在低浓度H2S吸收体系中对KGa的影响更大.KGa与3个因素之间不是简单的单调函数关系,吸收液流量和浓度具有较强的相互增效作用.处理H2S浓度为2.16%(φ)、气体流量为720 L/h的体系时,当吸收液浓度为0.082 mol/L、其流量为11.28L/h时,KGa最大;处理H2S浓度为20.1%(φ)、气体流量为720 L/h的体系时,吸收液浓度为0.764 mol/L、其流量为11.28 L/h时,KGa最大.

关键词：填料塔 H2S 吸收总体积传质系数响应面法

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微撞击流反应器过程强化机理与应用研究

微撞击流反应器过程强化机理与应用研究

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作者：刘志伟北京化工大学

学位级别：博士

反应器是化工生产中实现反应过程的关键设备,反应器的过程强化机理一直是化工界研究的热点及重点。撞击流、CIJR)、微/毛细通道、旋转式等各类反应器相继得到发展。这些反应器的提出,都是基于提高单位时间的传递量这一思路,具体则是通... 详细信息

反应器是化工生产中实现反应过程的关键设备,反应器的过程强化机理一直是化工界研究的热点及重点。撞击流、CIJR)、微/毛细通道、旋转式等各类反应器相继得到发展。这些反应器的提出,都是基于提高单位时间的传递量这一思路,具体则是通过增大流体间接触面积或增大流体间相对速度实现过程强化。相比于传统的搅拌反应器,这些新型反应器的微观混合性能都有显著的提高,并被广泛地应用于纳米材料制备、萃取过程、吸收、聚合反应等方面。然而,上述反应器存在设计加工困难、管路易堵塞、成本高等问题,以至于限制了它们的工业应用。基于上述分析,本文提出了微撞击流反应器(MISR)的概念,并利用商用三通、不锈钢毛细管(～1 mm)成功构建了微撞击流反应器。MISR反应器基于微尺度的设计理念,同时引入撞击流技术优势。该反应器采用短粗的放大出口,两股流体在有限空间内发生强烈撞击而达到快速的微观混合。可见,MISR反应器具有强化流体混合、降低构建难度、减轻管路堵塞的优势。鉴于微撞击流反应器具备良好的微观混合性能,因此可用于实现液-液相传质以及粉体材料的制备等过程的强化。本文的主要研究内容如下：(1)利用商用三通以及不锈钢毛细管构建MISR反应器,通过Iodide-Iodate平行竞争反应体系考察MISR反应器的微观混合性能,并采用离集指数(Xs)进行定量分析。研究发现：增大入口雷诺数(Rej),Xs随之减小,当Rej>3000时,Xs≈0.0003,表明MISR反应器具备较高的微观混合效率；体积流量不一致会导致微观混合效率变低；流速恒定,入口管径(di)扩大能促进微观混合；而出口管长(L)对微观混合基本没有影响,去掉出口管有利于撞击流的形成。(2)进一步借助计算流体力学(CFD)模拟,可视化研究MISR反应器的流体力学特性和微观混合-反应作用过程。模拟采用标准κ-ε模型,并通过DQMOM-IEM建模方法,探究MISR反应器的微观混合-反应作用机制。当Rej>3000时,MISR反应器中心处形成高湍动能的撞击核心区,反应在极短的时间内就进行完全；模拟结果表明,窄长的出口结构不利于MISR反应器内撞击流的发展；模拟经实验数据对比验证为合理的。(3)基于实验数据,并结合团聚模型,得到tm与Rej的关系：当Rej<1000时,tm=0.84Re-1.07；当Rej>1000时,tm=27.67Re-1.58；对于MISR反应器,tm=0.1～5.0 ms,明显短于传统搅拌器的微观混合时间。利用多种反应器的微观混合/反应协同“操作曲线图”,并根据反应特征时间,能够初步筛选反应器类型,确定能够实现“微观混合/反应协同”的操作条件。(4)以液-液两相流动体系,研究MISR反应器两相流动中的传质特性。结果表明,水相入口雷诺数(Reaq)、体积流量比(R)、反应器结构以及水相粘度等对反应器的总体积传质系数(KLα)有显著影响。经拟合计算可知,KLα∝(Reαq)1.6,KLα∝(R)-1.2;当Reaq=3400,R=1时,MISR反应器的总传质系数约为20 s-1,比传统的设备高出2-3个数量级。应用MISR设备提纯芦丁：采用超声、微波组合浸取天然苦荞芦丁,经正交实验法,获得最优条件下芦丁的浸取率为1.7%；通过MISR设备对浸取液中芦丁进行萃取纯化,最优条件下芦丁的萃取率为78.8%。(5)MISR反应器应用于超细二氧化锰的制备。实验结果表明：增大入口流速,采用搅拌陈化处理,都能提高材料的性能；体积流量不一致会引起产物的比容量降低；最优条件下制得球形α-MnO2,粒径约为120 nm,比表面积～200 m2·g-1,最高放电比容量达211 F·g-1,循环1000次后衰减18%。利用MISR反应器对二氧化锰进行掺铁改性：以FeCl3为铁源,Mn:Fe=20:1的条件下,产物比容量为200 F·g-1,经1000次循环后衰减7%,稳定性较未掺铁的材料(33%)有显著提升。

关键词：微撞击流反应器微观混合 CFD模拟总体积传质系数二氧化锰比容量

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吸收烟气中低浓度CO2的操作条件分析

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中国冶金 2019年第7期29卷 61-65页

作者：周向陈燕陈瑜张传波任乐中冶京诚工程技术有限公司冶金工程事业部

Mg(OH)2浆液是一种具备低再生能耗潜力的CO2吸收剂,为了推进其在CO2捕集领域的应用而展开研究。在填料塔中,使用真实烟气研究了各种操作条件下Mg(OH)2浆液对CO2的捕集效率。研究发现,填料种类、气体名义停留时间、液气比均对CO2捕集效... 详细信息

Mg(OH)2浆液是一种具备低再生能耗潜力的CO2吸收剂,为了推进其在CO2捕集领域的应用而展开研究。在填料塔中,使用真实烟气研究了各种操作条件下Mg(OH)2浆液对CO2的捕集效率。研究发现,填料种类、气体名义停留时间、液气比均对CO2捕集效率有影响。结果表明,增加气体名义停留时间无法有效改善液相传质,而提高液气比能够有效改善液相传质;在试验条件下,拉西环、鲍尔环和IMTP的总体积传质系数分别为8.5×10^-7-5.0×10^-6、1.8×10^-6-4.0×10^-6和1.9×10^-7-2.9×10^-6mol/(m^3·s·Pa)。

关键词：填料塔 CO2捕集 Mg(OH)2浆液总体积传质系数

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氨水化合物体系氨逃逸与二氧化碳吸收试验研究

氨水化合物体系氨逃逸与二氧化碳吸收试验研究

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作者：张政华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

氨在大气污染中扮演着重要角色,以氨液为吸收剂的脱硫、脱硝与脱碳工艺普遍存在氨逃逸问题,如何有效控制氨逃逸已成为当前我国亟待解决的重要环境问题。论文对常用的氨法湿式脱硫脱硝与脱碳技术作了简要介绍,通过对国内外氨逃逸课题研... 详细信息

氨在大气污染中扮演着重要角色,以氨液为吸收剂的脱硫、脱硝与脱碳工艺普遍存在氨逃逸问题,如何有效控制氨逃逸已成为当前我国亟待解决的重要环境问题。论文对常用的氨法湿式脱硫脱硝与脱碳技术作了简要介绍,通过对国内外氨逃逸课题研究现状的比较与分析,确定了以氨法吸收CO2为研究对象,以抑制氨逃逸为研究重点,以试验为研究手段开展研究工作,为我国环保事业的发展奠定一定的理论基础,提供必要的技术支撑。本次研究设计了一个鼓泡塔系统,并搭建了一座小型试验台,通过调试与稳定性分析系统实现了正常的试验功能。本文定义了 CO2的脱除效率、氨逃逸率、CO2与NH3的总体积传质系数四个参数,用来反映不同工况条件下CO2的吸收效果和氨逃逸程度。通过对极低与高氨浓度以及不同浓度与种类有机添加剂条件下CO2吸收效果和氨逃逸规律的分析讨论,研究发现氨水浓度对CO2的吸收与氨逃逸有着决定性的影响:高氨水浓度有利于CO2的吸收,低氨水浓度可以减少氨逃逸;低温条件有助于抑制氨逃逸,并且CO2的脱除效率还略有提高;具有羟基的有机添加剂确实可以抑制氨逃逸,但同时也会降低CO2的脱除效率;随着饱和一元醇分子碳链的延长,氢键键能增加,氨逃逸抑制程度不断提高,但同时也会削弱CO2的吸收效果;而随着分子羟基数量的增加,由于溶液物性的改变,相应效果反而有所减弱。

关键词：氨逃逸试验 CO2的脱除效率氨逃逸率总体积传质系数

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中空纤维膜组件分离酸性气体的研究

中空纤维膜组件分离酸性气体的研究

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作者：郭占虎北京化工大学

学位级别：硕士

该课题主要对三根中空纤维膜组件进行了系统的研究,材料均为水性聚丙烯,但三根膜组件的结构不同.该文的试验主要衡量指标是总体积传质系数、吸收率.研究了吸收液浓度、液速、气速、气液两相在膜组件内的流程、膜结构及膜组件的长度对吸... 详细信息

该课题主要对三根中空纤维膜组件进行了系统的研究,材料均为水性聚丙烯,但三根膜组件的结构不同.该文的试验主要衡量指标是总体积传质系数、吸收率.研究了吸收液浓度、液速、气速、气液两相在膜组件内的流程、膜结构及膜组件的长度对吸收效果的影响.该课题也探讨了膜组件长度对于吸收效果的影响.适当的增加膜组件的长度对于分离起到良好的效果;然而,过分的增加长度不会提高吸收率和总体积传质系数,但可以降低出口气体的浓度.通过对该过程的数学模型分析:发现膜相分阻力很小,对总传质系数的影响相对较小.该文的研究对中空纤维膜组件的酸性气体的分离提供了大量的试验依据;提出的数学模型可以作为膜组件设计及工业应用的依据.

关键词：中空纤维膜组件总体积传质系数酸性气体

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蛇形微通道内壁面浸润性对气液两相动力学传质影响的研究

蛇形微通道内壁面浸润性对气液两相动力学传质影响的研究

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作者：刘轩诚烟台大学

学位级别：硕士

微通道反应器内,气-液两相流动过程受到多种因素的影响,例如通道几何形状、流体性质、表面特性等等,这些因素对流体力学、物质传递和反应至关重要。其中,微通道的壁面亲水性在气-液两相Taylor体系的流动和传质过程中也扮演着重要的角色... 详细信息

微通道反应器内,气-液两相流动过程受到多种因素的影响,例如通道几何形状、流体性质、表面特性等等,这些因素对流体力学、物质传递和反应至关重要。其中,微通道的壁面亲水性在气-液两相Taylor体系的流动和传质过程中也扮演着重要的角色。本研究通过高速摄像机在立体显微镜上追踪CO2气泡在蛇形微通道中的演变,研究了纯水-CO2和MEA溶液-CO2两种体系下通道壁面润湿性对气-液两相流动、传质动力学的影响。采用空气等离子体和表面化学接枝改性技术,以甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱（SBMA）为接枝单体对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微通道的表面进行润湿性调控,通过改变等离子体处理时间和紫外照射时间,获得了接触角分别为10°、40°、70°的三种微通道。改性后的微通道经过超声处理30 min,发现壁面润湿性未发生改变,说明通过该改性方法可以获得稳定的润湿性壁面。构建了气-液单元模型,研究Taylor流气、液相间的动态传质。依据该单元模型,计算了气泡表面积、气泡体积、比相界面面积、液相总体积传质系数等参数。在纯水-CO2体系下,气泡长度随着接触角的减小而增大。气泡收缩过程分为三个阶段:快速线性递减阶段、中等指数递减阶段和缓慢线性递减阶段。液相总体积传质系数（kLa）和比相界面积（a）均随着接触角的增加而增加。接触角增大后,泄漏流减少不利于传质,而气泡速度增加有利于传质,最终气泡速度对传质的正面影响大于泄漏流对传质的负面影响。考虑接触角和连续相中非理想混合对传质的影响,提出一个预测气-液动态传质系数的模型,预测效果良好。在MEA-CO2体系下,CO2的吸收过程属于化学吸收,基于亨利定律推导了CO2平衡浓度CCO2*,L的计算公式。气泡的长度均随着接触角的增大而减小,该体系下的初始气泡长度明显小于纯水体系下的初始气泡长度。在相同操作条件下,该体系下的kLa明显大于CO2-纯水体系下的kLa。在70°接触角通道内的kL显著大于10°接触角通道内的kL值。a值随着接触角的增大而增大,主要原因是相同的气相和液相流量下,气泡的生成频率增加,单个气泡的长度减小,从而导致比相界面积增大。

关键词：微通道反应器 Taylor流浸润性气-液传质总体积传质系数

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