流化床用树脂基球形活性炭及其VOCs吸附性能

以聚苯乙烯树脂为原料,采用水蒸气活化、氯化锌活化及水蒸气?氯化锌协同活化方法制备了3种流化床用树脂基球形活性炭,采用固定床反应器考察了活性炭对乙酸乙酯的动态吸附行为,对比了其传质区长度,并利用Yoon?Nelson模型对实验数据进行了拟合. 结果表明,3种活性炭的摩擦磨损指数均小于0.1%,耐磨性能出色,物理、化学协同活化活性炭比表面积高达1702.49 m2/g,对二甲苯的静态吸附容量达0.86 g/g.     

活性炭吸附丙酮及其常压脱附规律模拟研究

为了测定活性炭/丙酮体系的总传质系数,对常压脱附过程床层中的丙酮浓度分布进行了实验和模拟研究。在常温下,以活性炭C40/4为吸附剂对丙酮废气进行常压吸附和脱附实验,测定了固定床吸附器的穿透曲线。建立了物质守恒、吸附平衡以及LDF数学模型,应用差分方法借助计算软件Athena V iualW orkbench对模型进行了数值解。通过模型与实验比较得到了该体系的总传质系数,利用数学模型考察了常压脱附过程固定床内浓度分布的动态行为以及浓度、温度、空塔速度等参数对床层浓度分布的影响。结果表明:常压脱附过程后期,传质区中丙酮的浓度大致呈直线分布;增大脱附时的空塔速度对于处于活性炭吸附中心与活性炭结合紧密的丙酮脱附效果不明显。     

活性炭吸附甲苯动力学研究

以柱状活性炭为吸附剂,在空塔气速V为3.54cm/s,气体停留时间t为30s,入口气体中甲苯浓度Ci为1800～2400mg/m3的实验条件下,研究活性炭的甲苯吸附性能。根据吸附穿透曲线,求得活性炭吸附容量为0.179kg(甲苯)/kg(活性炭),传质区高度为12.7cm,并用Moment理论处理吸附过程,得到活性炭吸附甲苯的理论穿透曲线模型。     

分散颗粒和超声场对鼓泡塔内传质性能的影响

用双电导探针气泡特征参数测量系统实时测定超声场与分散颗粒(活性炭)对鼓泡塔水+CO₂体系气泡Sauter直径和体积传质系数影响的变化规律。实验结果表明:无活性炭颗粒添加时,多频超声场比单频超声场更有利于提高体积传质系数,输入功率为100 W、组合超声频率为20-50-100 kHz时,体积传质系数增幅达40%~64%;加入活性炭颗粒后,体积传质系数随加入活性炭固含量的增大呈现先增大后逐渐减少的趋势,气泡Sauter直径变化规律相反,当体系中活性炭固含量为1.0 kg·m^-3时,传质增强最明显。体积传质系数随加入活性炭粒径的减小呈现增大的趋势。与无活性炭颗粒(d_s=0)比较,活性炭(固含率1.0 kg·m^-3)粒径d_s=38 μm时,液相体积传质系数在扣除吸附传质效果后仍增大1.58倍,同时引入超声场后,当组合超声频率为20-50-100 kHz,超声功率100 W时,液相体积传质系数增大2.02倍,可见超声场和分散颗粒对气液传质有显著的协同强化作用。     

活性炭吸附脱硫固定床反应器研究

在原油储运过程中挥发的H2S这种恶臭气体不但危害人体健康,还对环境造成很大的污染。文章提出了采用活性炭吸附脱除原油挥发气中H2S的工艺。从理论上探讨了活性炭脱硫机理及固定床内吸附传质动力学,并且建立了活性炭吸附H2S的固定床脱硫反应器数学模型,采用COMSOL Multiphysics软件求解数学模型以预测穿透曲线。同时进行了实验研究,并根据实验数据绘出了穿透曲线,且与模型计算结果进行了比较,二者吻合较好。还进一步探讨了空速、温度和原料气含量对吸附硫容的影响。     

酶膜反应──萃取器的传质过程

基于将反应过程和分离过程同步强化和优化,研究了用酶膜反应──萃取器分离α──和β──萘基硫酸钾异构体的传质过程,以浓度和收率为评价指标对酶膜反应──萃取器的性能及其影响因素进行了实验研究和理论分析,模型计算值与实验值吻合较好．     

基于BP神经网络的活性炭吸附甲基紫废水过程模拟

为了研究活性炭吸附甲基紫废水过程模型,采用BP人工神经网络算法,以实验所得的32组实验数据为训练样本,建立了以甲基紫废水浓度为输入变量,以不同甲基紫废水浓度下活性炭处理后甲基紫溶液的吸光度为输出变量的吸附模型,模型输出的预测结果与实验数据吻合较好,说明该模型对活性炭吸附处理甲基紫废水过程模拟的可行性和有效性.     

NUMERICAL MODELING OF COUPLED MOMENTUM,HEAT AND MASS TRANSPORT IN FALLING FILM CRYSTALLIZATION PROCESS (Ⅱ)SIMULATION

采用液固二相分区域统一模型 ,以二元有机熔体 (萘 -硫茚 )为例 ,对实验管式降膜结晶器的动量、热量和质量传递过程进行了数值模拟 ,获得了液相区和固相区随时间的变化和枝晶状液固两相区内固相含量的变化及全场温度分布以及主组分萘分布及流场速度分布随时间的变化 .由积分得到的结晶层厚度及萘纯度与相应的实验数据进行了比较 ,所得结果在未引入任何经验常数的条件下与实验结果符合较好 .所建立的液固二相分区域统一模型可以较好地处理实际降膜结晶过程中枝晶状固液两相共存区晶体生长现象及不规则液固相变界面     

降膜结晶分离过程热、质及动量传递的数值模拟(Ⅱ)模拟计算

采用液固二相分区域统一模型 ,以二元有机熔体 (萘 -硫茚 )为例 ,对实验管式降膜结晶器的动量、热量和质量传递过程进行了数值模拟 ,获得了液相区和固相区随时间的变化和枝晶状液固两相区内固相含量的变化及全场温度分布以及主组分萘分布及流场速度分布随时间的变化 .由积分得到的结晶层厚度及萘纯度与相应的实验数据进行了比较 ,所得结果在未引入任何经验常数的条件下与实验结果符合较好 .所建立的液固二相分区域统一模型可以较好地处理实际降膜结晶过程中枝晶状固液两相共存区晶体生长现象及不规则液固相变界面     

并流下行循环流化床反应器气固传质模型

建立了并流下行循环流化床反应器气固吸附传质模型,并采用稳态示踪的实验研究方法,测定了下行床中气相示踪剂浓度的轴向分布,进而利用Marquardt多元非线性回归方法求得了模型参数即轴向扩散系数和传质系数的值.实验结果的回归得到了模型参数与操作条件的经验关联式.该模型能很好的预计传质过程,包括轴向扩散系数和传质扩散系数的值以反应器中组分浓度的轴向分布,因此可用于描述并流下行循环流化床反应器的气固吸附传质过程.     

波形隔板对平板式生物反应器传质及混合性能的影响

对带波纹隔板的平板式生物反应器,利用计算流体动力学进行流场模拟,验证模型可靠性后,系统分析波纹隔板高/波长(L/l)和波幅/波长(A/l)两个波纹隔板结构参数对反应器传质及流动混合特性的影响. 结果表明,当L/l=12时,传质及流动混合性能较好,液相体积传质系数(kLa)、平均湍动能(Em)、下降区停留时间占循环一周时间之比(q)等表征传质及混合的参数值均较大,得到的液体流速在微藻生长的最佳流速附近. 当A/l=0.8时,反应器的传质性能最优,kLa比采用平直隔板时增加了约10%;当A/l=0.4时,反应器的混合效果最佳,Em比采用平直隔板时增加14.7%.     

淋降塔内非牛顿流体的传质研究

本文研究非牛顿幂律流体传质过程,实验采用淋降塔装置,测定高聚物溶液的传质速率.实验结果表明传质速率随温度和溶液流量增加而增大,还随压力和溶液稠度系数下降而增加.并应用相似论原理分析非牛顿幂律流体传质过程,得到柯尔本因子与雷诺数关系式j_m=BRe~B_1,由实验数据经线性回归得到B=2.2708×10~(-5),B_1=-0.7013相关系数0.99.     

活性炭纤维填充床内多组分竞争吸附

建立了活性炭纤维填充床内多组分竞争吸附传质动力学模型 ,采用正交配置方法求解数学模型以预测突破曲线 ,从理论上探讨了竞争吸附平衡及吸附质在填充床内的轴向弥散、纤维内扩散和纤维外对流传质等因素对强、弱吸附组分突破曲线的影响。在间歇和填充床吸附器内进行了脱除水溶液中酚类化合物的实验 ,测定了活性炭纤维吸附水溶液中苯酚和氯代苯酚的吸附等温线 (间歇吸附 )以及苯酚和氯代苯酚在活性炭纤维填充床内竞争吸附时的突破曲线 ,并与模型计算值进行了比较。结果表明 ,吸附质在活性炭纤维内扩散和纤维外对流传质阻力不是填充床内吸附过程的控制步骤 ,而轴向弥散影响显著 ,不可忽略     

硫醇在活性炭固定床上的动态分析

本文以制药工业生产过程中逸出的硫醇蒸气为对象,进行活性炭固定床净化过程实验测定和动态分析。对SP-2308气相色谱仪进行进样系统的改进,用迎头色谱法测定了五种活性炭对硫醇的吸附等温线,研究了硫醇在活性炭床层上的吸附透过曲线,借助Thomas模型和Bessel函数,求得在本实试条件下,硫醇在固气两相中的分配系数以及该床层的传质单元数。设计三个参数进行试验,应用Yoon模型进行参数估值。得到硫醇在活性炭固定床上透过曲线的拟合和低透过浓度透过曲线的预示。     

正丁醇萃取磷酸的微分散过程与传质系数研究

采用受力分析的方法建立了微分散液滴直径计算模型,以正丁醇/磷酸/水为实验体系,研究了微分散法萃取磷酸的传质特性,依据传质理论计算出了各实验条件下的传质系数及传质速率。研究结果表明:在微分散条件下,液滴直径随分散相流量的增大而减小;直接影响传质系数的因素主要是进口酸浓度、物性、相比、液滴直径、两相流量;采用准数关联出传质系数关联式为:Sh=9.01×10-8Sc1.612Re0.6876p1.027,计算值与实验值相对误差小于10%,为微分散萃取磷酸技术的深入研究提供了理论基础。     

椰壳基活性炭脱除废水中刚果红染料

以颗粒状椰壳基活性炭为吸附剂,对刚果红生物染料进行吸附实验研究。通过实验主要考察了温度、模型溶液酸度、模型溶液初始浓度、活性炭粒度和搅拌速度对活性炭吸附效果的影响。得出在温度为15℃、溶液酸度为pH=2、溶液初始浓度为30mg／L、活性炭粒度小于60目,并且较快的搅拌速度下脱色效果最佳,最佳脱色率可达95．55％。     

微孔活性炭对对二甲苯的吸附和脱附性能

实验研究了两种典型活性炭对对二甲苯的气相吸附与脱附性能,分析了活性炭的孔隙结构、吸附与脱附温度对对二甲苯吸附量的影响规律.结果表明,随着吸附温度升高,活性炭吸附对二甲苯能力降低,吸附温度在30℃时,可以获得较高的吸附值;活性炭的中孔尺寸为1nm~2nm部分所占比表面积及比孔容越高,其吸附对二甲苯的性能越好.同时,两种活性炭气相吸附对二甲苯的量是其吸附升华萘量的1.10倍,表明用活性炭吸附对二甲苯方法来间接评价活性炭对萘的吸附量是可行的.     

有机氢化物自热供氢反应器模拟

采用幂函数型动力学模型,对十氢萘气相脱氢实验数据进行非线性最小二乘拟合,得到关于十氢萘反应级数为0.585,活化能为59.012 k J/mol的动力学方程。对同心套管式反应器中十氢萘气相脱氢和氢气催化燃烧的耦合反应进行了理论研究,分析并排除了脱氢反应催化剂颗粒内及气固相间传质及传热阻力影响,建立了一维拟均相稳态反应器模型,考察了进料空气氢气比例、脱氢侧和烧氢侧进口流量、并逆流方式对反应器性能的影响。最终设计出1.7 L的反应器单元,反应器理论产氢速率达7.69 mmol/s,可满足1 k W的燃料电池发电供氢需求。     

间歇吸附器内活性炭纤维吸附性能

为研究活性炭纤维的吸附性能,针对纤维状吸附剂,建立了间歇吸附模型并推导出当吸附等温方程为线性时该模型的解析解。用活性炭纤维吸附水中微量三氯甲烷实验对模型进行了验证。实验测定了间歇吸附器内水中微量三氯甲烷的主体浓度变化曲线及吸附等温平衡线,通过比较主体浓度变化曲线与模型计算值,由误差等值图法估算了有效扩散系数以及液膜传质系数。     

涡产生器结构参数对管片式换热器局部传热特性的影响

通过萘升华传质/传热比拟实验,研究了涡产生器攻角θ、形状角β及跨局Δy对顺排圆管管片式板芯传热特性的影响.结果表明,涡产生器可显著改善圆管尾部回流区的换热;对给定的Re数,Nu数随攻角的增大而增大;适当减小形状角可以扩大涡旋的影响区域,从而使换热增强;当Re数较小时,适当减小跨距会更有效地改善圆管尾部回流区的换热.