泡沫凝胶性质的几种影响因素

泡沫凝胶是由含有发泡剂、聚合物和交联剂的溶液在气体作用下发泡形成的,它可以通过与制取普通水基泡沫相似的方法得到。研究了聚丙烯酰胺(PAM)浓度和气体流量对泡沫质量(φ)和气泡尺寸的影响。结果表明:泡沫凝胶的φ值随PAM的浓度和气体流量的增加而增大;φ值超过0.86时其气泡仍接近于球形;泡沫凝胶的气泡平均尺寸随PAM浓度的增大而增加,且浓度越大增加的趋势越明显;泡沫凝胶的气泡平均尺寸随气体流量的增加而增加。另外,还研究了泡沫凝胶体系的稳定性随温度的变化及存放时间对气泡尺寸的影响,可以证实,在30℃以下,泡沫凝胶的稳定性较好,高于35℃时,其稳定性变差;存放时间对泡沫凝胶的气泡尺寸影响非常明显。     

用泡沫分离法浓缩和分离蛋白质(Ⅰ)——设备及分离过程的研究

提出一种新型泡沫分离设备即环流泡沫塔，以牛血清清蛋白（ＢＳＡ）的分离过程为例，对比了在环流泡沫塔与鼓泡塔中泡沫分离蛋白质的动力学行为，考察了操作参数（气速）、溶液体系的性质（ｐＨ和离子强度）对分离过程的影响。以表面张力作为描述蛋白质在水溶液中的表面活性的参量，研究了蛋白质溶液体系性质对其表面张力和泡沫分离效果的影响。结果表明，在接近蛋白质等电点处，溶液的表面张力最低，进行泡沫分离效果最佳。     

大豆蛋白质的泡沫分离研究 I.操作工艺条件

在一连续操作的泡沫精馏塔中，考察了各种操作条件对大豆蛋白质溶液泡沫分离过程的影响，包括：进料浓度、进气流量、ｐＨ值、回流比等，确定了较佳的操作条件。用流动法测定了大豆蛋白质在气液界面上的表面过剩浓度并回归了线性吸附方程。结果表明：在溶液浓度较稀时，表面过剩浓度与溶液浓度呈线性关系。     

大豆蛋白质的泡沫分离研究：Ⅰ.操作工艺条件

在一连续操作的泡沫精馏塔中，考察了各种操作条件对大豆蛋白质溶液泡沫分离过程的影响，包括；进料浓度、进气流量、ｐＨ值，回流楷等，确定了较佳的操作条件。用流动法测定了大豆蛋白质在气液界面上的表面过剩浓度并回归了线性吸附方程。结果表明：在溶液浓度较稀时，表面过剩浓度与溶液浓度呈线性关系。     

光电毛细探头测定气泡尺寸分布的压力校正

本文从一维两相流的基本理论出发,分析了毛细管气泡块状流(BSF)的复杂形态,推导出了垂直毛细管内BSF的轴向压力梯度的理论公式。并在实验基础上,建立了光电毛细探头技术(Ⅰ)测定气泡尺寸分布(BSD)的压力校正方法。同时,将Apple-Ⅱ型微机配置于Ⅰ中,成功地实现了BSD的在线测定。对泡沫分离塔内表面活性剂溶液的气-液分散系统进行了测定。实验结果表明:真实气泡直径与校正后的实验测定值之间的最大绝对偏差≤0.07mm,最大相对偏差≤4.26%。     

泡沫分离技术的研究——Ⅱ.泡沫分离塔的设计放大方法

根据对泡沫分离塔鼓泡区和逆流泡沫区内气-液两相流的分析,以及对表面活性剂在气-液表面吸附传质的研究,提出了一套稳态操作条件下的泡沫分离塔的设计和放大方法,并设计了一套中试规模的恒径泡沫分离塔。     

泡沫分离技术的研究——Ⅰ.脱除废水中的表面活性剂

采用泡沫分离技术,研究了从洗涤剂工厂废水中脱除直链十二烷基苯磺酸钠(LAS)的过程。采用流动法测定了LAS-H_2O系统中LAS的临界胶束浓度和LAS-H_2O-NaCl系统的表面过剩浓度。以旋转圆盘作为消泡器,探讨了提馏操作型泡沫塔中各种操作参数(如进料浓度、气液比、逆流泡沫段高度、添加剂NaCl等)对分离效果的影响,获得了该系统的适宜操作条件、泡沫排液模型的数学表达式、传质单元高度以及消泡过程中衡量消泡效果的“冷凝因子”与圆盘转速之间的关系。结果表明:该技术具有分离因子大、耗能少、简单易行等优点,可望有效地脱除废水中的表面活性剂。     

液态泡沫铝合金泡孔长大与析液过程的数值模拟

建立了一个描述液态泡沫铝合金中气泡分布随时间变化的数学模型,其中同时考虑了气泡间气体扩散和析液过程的影响,即耦合求解泡沫尺寸分布方程和一维析液方程,从而得出泡沫中气泡孔径分布随时间的变化规律.通过与液态铝泡沫试验结果的对比验证了该模型的正确性.计算结果表明泡径随时间以指数规律增长,这与MacPherson等人新近的理论结果相符合.研究了初始液体体积分数、表面张力、亨利常数、扩散率等因素对泡沫尺寸分布演化的影响.结果表明:表面张力越大、亨利常数越大,泡沫尺寸演化过程越剧烈.     

泡沫分离技术的研究——Ⅳ.泡沫分离-活性炭吸附处理十二烷基苯磺酸钠废水

提出了处理高浓度(几百～几千ppm)十二烷基苯磺酸钠(LAS)溶液的泡沫分离-活性炭吸附流程。采用间歇吸附器,实验确定了溶液中LAS在三种工业活性炭上吸附的平衡关系,它们均可由Freund-lich吸附等温式表示;并通过对各种影响吸附平衡的因素,如溶液浓度、pH、温度、协同效应等研究,筛选出了适宜的活性炭作为固定床吸附剂,从而进一步确定了LAS溶液于不同操作条件下(如床高、水流方式、进料液浓度)在固定床上的透过行力。     

相场法模拟吹气法制备泡沫铝过程中的铝液气泡演化过程

针对吹气法制备泡沫金属过程中产生气泡稳定性不易判断问题, 本文利用相场法理论, 引入长程有序化参数作为场变量, 描述并模拟泡沫铝和泡沫铝合金气泡演变过程中的结构尺寸的变化. 通过模拟分析发现, 相场法可以通过场变量简单明了的表征各种复杂的几何图形, 包括气泡的几何形状、 空间分布以及体积分数等, 并且其模拟结果与实验观察结果具有良好的吻合性.     

泡沫塔处理含镉废水连续稳态操作的数学模型

用泡沫分离技术脱除废水中镉离子,以十二烷基苯磺酸钠(LAS)为捕集剂,得到了连续稳态操作流程的适宜操作参数:在料液pH值4.0,LAS64 ppm,料液在塔内停留时间20 min以上,气体流率为250 mL/min,进料量4～8L/h,进料口高度30cm时,镉的脱除率可达99.9%以上。根据实验数据,建立了具有轴向扩散的全塔浓度分布的数学模型。     

连续式泡沫浮选分离塔全塔浓度分布的数学模型

以十二烷基硫酸钠为表面活性剂,采用泡沫浮选法,在连续式分离条件下,建立起泡沫浮选全塔浓度分布数学模型,并考察含铬废水在不同进料高度下的脱除效果,用实验值对模型进行了验证.结果表明,模型预测值与实验测定值基本吻合.     

泡沫铝发泡过程三维数值模拟

应用计算流体力学方法模拟分析搅拌轴斜置情况下泡沫铝吹气发泡过程.在双流体模型基础上引入多重参考系法描述搅拌三维气液两相流场,考查了桨叶转速、气体流率及初始泡径对流场特性和气泡分布的影响.结果表明气体在叶片区有聚集,并且吸力面高于压力面,液面附近气泡在一定范围内分布较均匀.含气率随叶片转速和气体流率增大而增大,随气泡直径减小而增大.     

光电毛细管检测技术在线测量气泡尺寸分布

采用毛细管光电技术并配置微机,可快速、准确的测量气泡的尺寸分布。本文基于对毛细管光电检测器物理光学及几何光学特性的分析,提出了它的设计准则和计算公式。该测量系统的组成、信息采集接口及应用软件功能也在本文中得以阐述。本文还对毛细管中气泡尺寸随压力的变化予以校正,并给出在泡沫分离塔中的实际运行结果。     

泡沫油运动形态的可视化研究

委内瑞拉Orinoco地层油复杂的“泡沫油”流动特征在油藏开发及实验室研究中受到高度重视,不同压力下的泡沫油微观形态研究对探寻渗流机理尤为重要。低于泡点压力时泡沫油表现出复杂的形态变化,实验利用可视化模型观察和分析了气泡的形成、生长过程、合并和分裂现象,并发现气泡通过孔隙时具有独特的运移特征：当气泡接近和通过孔喉时,运移速度明显加快。不同直径的气泡伴随有变形、翻转和吸附等形式。对模型表面粗糙度、孔隙大小、气泡尺寸等因素进行分析后,发现气油比是影响气泡数量的关键因素,但其不是气/液界面相互作用的主要因素。气泡的产生及运动过程受压降和重质组分的双重作用,高沥青质、胶质含量决定了泡沫油的渗流特征。     

泡沫浮选萃取法分离镉锌

采用泡沫浮选萃取法分离溶液中的镉锌离子 .考察了溶液酸度、金属离子浓度、有机相与水相的比率 (O/A比 )、充气量、温度及时间对Cd2 /Zn2 分离的影响 .结果表明 :采用环烷酸 (皂 ) 煤油有机相 (0 .2mol·L-1) ,用自制的泡沫浮选萃取槽 ,在溶液 pH值为 4.0 ,O/A比为 1∶3,充气量为 30 0mL·min-1,浮选温度 2 0℃ ,浮选时间 1 0min ,溶液中Cd2 /Zn2 能很好的分离 (R(Cd)≥ 95 % ,R(Zn)≤ 2 % ) .该分离方法在湿法冶金、分析化学及环保处理等领域具有广泛的应用前景     

纳米颗粒提高二氧化碳泡沫稳定性的研究进展

利用表面活性剂溶液产生的二氧化碳泡沫能够在一定程度上控制二氧化碳气体流度,发挥二氧化碳的驱油优势,但表面活性剂在地层中吸附量大,在高温高盐环境中稳定性较差。纳米颗粒可用作稳泡剂提高二氧化碳泡沫稳定性。分析了纳米颗粒用于稳定二氧化碳泡沫的优势;从纳米颗粒与界面的相互作用及颗粒与颗粒之间的相互作用两个方面综述了纳米颗粒对于二氧化碳泡沫的稳定机理,主要包括脱附能理论、最大毛细压理论以及颗粒间相互作用形成的网络结构理论;总结了纳米颗粒疏水性、粒径、颗粒浓度、矿化度、温度以及压力对二氧化碳泡沫的产生及稳定性的影响;分析了利用纳米颗粒稳定的二氧化碳泡沫对二氧化碳气体的流度控制效果以及驱油效果,提出了目前存在的问题及下一步的研究方向。     

环流泡沫分离在硫化氢吸收-硫磺回收工艺中的应用

为高效率地脱除H2S液相氧化还原得到的硫磺,开发了气升式二级环流泡沫分离反应器。以含有硫磺的脱硫溶液为模拟体系,测量了气速、表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)质量流量、泡沫相高度和鼓泡相高度比、pH等对硫磺泡沫分离效果的影响。结果表明:低气速有利于泡沫分离;硫磺回收率随表面活性剂SDBS质量流量的增大先增大后基本不变,又随泡沫相和鼓泡相高度比下降而增大;在pH 8~10范围内,分离效果良好。优化条件下,硫磺回收率可达97.43%。     

氮气泡沫驱气体窜流特征实验研究

在泡沫驱提高油田采收率的过程中容易发生气体窜流现象。为了界定气窜时机和程度,提出产气率上升指数I_g;通过物理模拟实验,研究起泡剂浓度、注入方式、注入速度以及含油饱和度等参数对氮气泡沫驱气窜现象的影响。结果表明:表面活性剂可以增强液膜的强度,液膜排液作用降低了气窜现象的发生;使用泡沫发生器产生的泡沫质量优于段塞注入以及气液共注等方式,且不易发生气窜;注入速度越小,越容易发生气窜现象,但是注入速度超过一定值以后,泡沫的封堵能力趋于稳定;I_g=0.5为临界气窜点,超过临界气窜点,即发生气窜。     

环流气浮分离技术在含Cu(Ⅱ)废水处理中的应用

采用环流气浮分离技术对含Ｃｕ（Ⅱ）废水的处理进行了实验研究。环流气浮塔体积为１．５Ｌ，采用气升式内循环操作，在塔底装有经特殊表面处理的微孔气体分布器以产生微小而均匀的气泡。采用ＦｅＣｌ３为絮凝剂，十二烷基硫酸纳（ＳＤＳ）为表面活性剂。考察了气速、ｐＨ、表面活性剂、絮凝剂浓度等因素对分离效果的影响规律，讨论了泡沫夹带对分离效果的影响，确定了最优的工艺条件，并对环流气浮塔和传统鼓泡塔进行对比研究。实验结果表明，在优化情况下，经１０～１５ｍｉｎ气浮后，铜离子的去除率可达９９％以上。