实验室中的声化学研究

综述了超声的空化效应及实验室中常用的声化学反应器,重点讨论了声化学最新的应用研究进展,其中包括声化学在纳米材料制备、污水处理和催化反应等方面的应用。     

管式反应器中环己烯氧化制环氧环己烷

以过氧化氢为氧化剂,自制的十六烷基吡啶过氧磷钨酸为催化剂催化环己烯合成环氧环己烷,根据釜式反应器反应的最佳时间确定了管式反应器的管长,考察了反应温度、环己烯与H₂O₂物质的量比、反应溶液的pH和催化剂用量对产物收率的影响,并对这些条件进行了优化。实验结果表明,管式反应器最佳条件为反应温度50℃,反应时间30 min,投料比n（环己烯）：n（H₂O₂）：n（催化剂）：n（氯仿）=1：0.75：0.000 25：2,pH=3,此条件下环氧环己烷的收率可达55.24%。同样实验条件下釜式反应器内环氧环己烷收率为44.42%。     

环管反应器内液固两相流的数值模拟

为了对环管反应器内液固两相的流动形态进行研究,建立以颗粒动力学为基础的Euler-Euler双流体模型。在浆液流速远大于自由沉降速度的情况下,模拟不同浆液入口速度时的环管反应器上升段压力降,同时对管道内液固两相流中的一些重要参数进行数值研究：在入口液固两相体积分布均匀的情况下,环管反应器上升段、弯管段以及下降段液固两相体积分布和液固两相速度均不一样,在弯管段由于离心力引起管道内二次流,使得固相颗粒甩向弯管的外侧壁,引起固相体积分数在弯管外侧壁明显增大,管道内固体颗粒相分布不均。在浆液速度v=3m.s-1时,液相和固相的速度有一定的速度差,随着入口速度增大,速度差变小;当浆液速度v=7m.s-1时,固体颗粒相速度分布与液相速度基本相同,两者之间的滑移速度可以忽略。计算结果与传统经验公式的比较表明模型能有效地描述环管反应器内压力降和反应器内浆液流动形态。     

Partial oxidation of methane to syngas in tubular oxygen-permeable reactor

A dense Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ membrane tube was prepared by the extruding method. Furthermore, a membrane reactor with this tubular membrane was successfully applied to partial oxidation of methane (POM) reaction, in which the separation of oxygen from air and the partial oxidation of methane are integrated in one process. At 875℃, 94% of methane conversion, 98% of CO selectivity, 95% of H₂ selectivity, and as high as 8.8 mL/(min · cm²) of oxygen flux were obtained. In POM reaction condition, the membrane tube shows a very good stability.     

管状光催化反应器的设计及其净化效果分析

依据光催化净化原理,设计一种管状光催化空气净化器,以甲醛为实验污染物,与以往的平板式反应器进行对比实验,结果表明：管状光催化反应器较传统的平板式反应器净化效果更好,降解效率提高14％。进行正交实验,得出对净化效率影响显著的因素排序为：环境温度＞甲醛初始浓度＞催化剂负载量;最佳催化条件：环境温度25℃,P25TiO2负载量1．0 mg／cm2,甲醛初始浓度0．7 mg／m3;在最佳催化条件下实验,甲醛的降解效率在2 h内可达到89％,效果较好。     

苯胺加氢固定床反应器的优化设计与操作

目的 对苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器进行优化设计。方法 建立苯胺催化加氢制环己胺固定床反应器的二维拟均相模型，并用数值计算软件MathConnex对模型进行求解。结果 实现了苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器的优化设计与操作。结论 采用二维拟均相模型可有效地描述苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器的特征；影响转化率的主要因素是反应器的轴向温度分布，反应器的管径和氢气与苯胺物质的量对反应器轴向温度分布有较大影响，是设计反应器和优化操作的重要参量；根据计算结果设计的反应器在优化条件下操作稳定，能耗降低，热点温度远低于采用导热油冷却的反应器，产品的副产物少，收率可达95％以上，具有较好的经济效益。     

高岭土酸浸法制备PAC管式反应器体积计算

酸浸反应器是高岭土制备聚合氯化铝的关键设备。基于连续管式反应器具有环境清洁、连续操作和利用率高等优点 ,文章研究了高岭土酸浸连续管式反应器体积的计算方法。指出对影响反应器体积大小的主要因素 :盐酸的初始浓度、氧化铝浸出率、反应温度和时间等 ,应加以综合考虑 ,选择适宜的操作条件 ,从而计算确定反应器体积     

套筒式内循环电解反应器的研究

在小型实验装置上研究了电解ＮａＣｌＯ３溶液的套筒式内循环电解反应器的操作性能。结果表明其电解反应速度和电流效率均高于传统的槽式反应器。对实验结果进行分析发现，在由微气泡构成的两相流动系统中，其传递特性与普通的鼓泡系统不同；它不仅受气含率的影响，而且与液体的流速有关。由此引入液相雷诺数ＲｅＬ来表征流速的影响。关联实验数据，得到平均电解速度Ｎ＝０．０１３８ＲｅＧ＾０．５０－ＲｅＬ＾０．４２，平均电解效     

循环反应器的最优化计算

循环反应器广泛应用于均相反应,其循环比反映了物料的宏观混合程度,是反应器设计的重要参数。采用适宜的循环比可以有效地调整物料的反应器进口浓度、降低反应器体积和设备投资。基于循环反应器的基础计算式,文章导出了最宜循环比的计算方法,并通过算例给出了最宜循环比以及反应器体积的计算过程。     

新型PWM控制电抗器及其在无功补偿中应用

在进行相关理论分析和仿真实验结果基础上，提出一种新颖的可控电抗器拓扑及其控制方法。该电抗器等效感抗的调节基于高频PWM控制，用于电网无功功率补偿可获得平滑感抗调节、快速动态响应、低谐波污染等高性能，具有良好的开发应用前景。     

医用堆与池式供热堆耦合建造的概念研究

正在试验和研究中的硼中子治疗术（ＢＮＣＴ），要求设计专用反应堆，以适应大规模治疗的需要。在反应堆用于低温核供热的研究中，简单、安全、无压力的池式堆能够满足城市供热的需要，而池式堆又可提供廉价的辐射能。所以提出了一种新的池式耦合堆的设计，将ＢＮＣＴ及成熟的医用放射性同位素的生产相结合，建造功率为１２ＭＷ的医用堆。医用堆与１２０ＭＷ核供热堆耦合建造，建设投资较低。辐射和供热综合利用，医用堆的核燃料成本大为下降。这种低成本反应堆为这类专用堆的建设提供了良好的现实性。     

管式固定床反应器中振荡操作研究

在单管固定床反应器中,研究了V_2O_5颗粒催化剂上邻二甲苯催化氧化反应过程振荡操作的特性。在反应器熔盐温度为362—366℃,空速为2000—3500h~(-1)范围内,以浓度、空速的方波形式,进行了周期操作特性的研究。结果表明,反应过程收率与振荡周期有关,在周期为40—100s时的振荡操作与同样条件的定态操作相比,可以提高反应过程收率3%,并能改善反应器操作特性。     

月球表面核反应堆电源方案

 月球基地的建立首先需要解决能源供给问题, 核反应堆电源具有功率大、寿命长、环境适应性强等优点, 是月球基地及其他深空探测任务的理想能源。分析了目前可用于月球基地的能源情况, 针对性地提出40 kW_e月球表面核反应堆电源的设计理念, 经初步优化设计, 给出该电源的方案和总体设计参数, 并从物理、屏蔽、热工、结构方面对电源方案进行分析和论证。结果表明:该电源方案合理可行, 能够满足安全和寿期要求。     

尿素合成塔模拟计算

从热力学原理出发,建立了尿素合成条件下NH3-CO2-H2O-urea体系的热力学气液平衡机理模型,针对合成塔的操作条件,对部分热力学参数进行了优化。在此基础上,根据尿素合成塔结构及合成反应机理,采用本热力学机理模型,基于塔板上全混流模型对尿素合成塔进行了模拟计算,采用迭代法求解模型组成的非线性方程组,对初值的要求不高,易于收敛,计算结果同设计数据相符较好。     

核反应堆模糊控制

本文采用比较分析方法，分别用模糊控制技术与常规控制技术实现对反应堆的控制，并通过仿真计算给出图示对比，结果表明，用模糊控制技术实现对反应堆的控制有其独特的优越性.     

折流式厌氧反应器的设计

阐述了折流式厌氧反应器的原理和设计原则.ABR的推流特性使反应器的运行也更加稳定,对冲击负荷以及进水中的有毒物质具有更好的缓冲适应能力.ABR还具有良好的生物固体的截留能力,延长水流在反应器内的流径,从而促进废水与污泥的接触.     

平板式反应器的数值模拟

连续操作条件下运行的板式反应器已成为取代间歇式反应器的一个较好的选择,它主要从事精细化工品和药品的生产。利用专业的多物理场耦合软件COSMOL Multiphysics对平板式反应器内的不可压缩流场进行了数值模拟,得到了反应器中的流体的浓度场﹑速度场及温度场分布。结果表明平板式反应器较之普通的管壳式反应器它允许高效率的反应物的温度控制,以此为据为其后期的工业开发提供了理论依据。     

半间歇操作反应器中二级反应的新近似计算方法

提出了在半间歇操作反应器中进行二级不可逆反应的新近似计算方法，与文献中的近似方法和数值解相比，新近似方法误差较小。尤其在α和β值较小时，能得到可靠的计算结果。     

苏云金芽孢杆菌HD—1发酵工艺研究

在直径100 mm,体积4.7 L的环隙气升式内环流反应器内,考察了不同通气量及培养基含固量对苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)HD-1发酵水平的影响.实验表明,在该反应器中,Bt-HD-1发酵的最佳通气量为1.75 L/min,最佳培养基含固量为3.5%.此外,通过研究通气量和培养基含固量对终止DO及终止pH的影响发现,在环隙气升式内环流反应器中,Bt-HD-1发酵的正常指标为,终止pH＞7.0,终止DO＞60%.