铁基载氧体化学链燃烧还原过程的数学模型

为了研究铁基载氧体的反应特性,基于未反应缩核模型建立了移动床内铁基载氧体颗粒还原过程的一维数学模型.模型中考虑了铁基载氧体与H2、CO的多级还原反应,气体组分体积分数模拟值与实验值的平均误差为6.9％,总还原度的平均误差为11.2％.研究表明:铁基载氧体在移动床反应器内最终还原度约为23％,主要进行的反应是第一级和第二级还原反应,第一级和第二级还原度分别为95％和40％;提高反应器内温度、选择合适的载氧体粒径及气固比有助于增加反应的深度,提高合成气及铁基载氧体的利用率,载氧体粒径建议取1 ～2mm.     

氧载体强化传氧的研究Ⅱ

分别对以液态烷烃和全氟化碳为氧载体的双液相发酵系统的一些参数进行了测定，分析了氧载体强化氧传递的机理。通过对该系统在机械搅拌罐中有关性能的测定，探讨了操作变量与氧传递速率之间的规律，结果表明：发酵系统中加入氧载体，可提高Ｋ_（Ｌ）ａ值３０％以上。     

铜基载氧体吸放氧性能的固定床实验研究

以机械混合法制备的铜基载氧体为研究对象,在固定床反应器中研究了反应温度、气体流量、惰性载体种类和惰性载体添加比例对铜基载氧体吸放氧性能的影响.实验结果表明:随着反应温度的升高载氧体的吸氧性能降低,但放氧性能提高;载氧体的吸放氧性能都随气体流量的增大而提高;对于制备的三种不同惰性载体的载氧体,其吸氧性能相差不大,放氧性能为Cu/MgCu/ZrCu/Si.对于制备的三种不同惰性载体添加比例的载氧体,其吸放氧性能均随惰性载体添加比例的增大而提高.     

缩放型导流筒气升式内环流反应器特性：气液两相牛 …

从气相含率、液体循环速度和体积氧传质系数方面研究气液两相牛顿流体在缩放型导流筒气升式内环流生物反应器内的流体力学与传质特性,内导流筒分别采用传统圆柱型和三种不同结构参数的缩放,实验介质为空气－水两相牛顿流体系。结果表明,与传统圆柱型导流筒比较,缩放型导流筒气相含率提高１０％以上,体积氧传质系数在较大范围内提高,圆柱型导流筒反应器的液体循环量大于各缩放型导流筒反应器的液体循环量,还在Ｈｉｇｂｉｅ穿透     

Pt/PolyCuTAPc/Nafion修饰电极及其应用的研究

本文报道了用电化学聚合方法制备聚四氨基铜酞菁Ｐｔ／ＰｏｌｙＣｕＴＡＰｃ／Ｎａｆｉｏｎ修饰铂微电极,并用该修饰电极制得了气氧传感器,研究了传感器的电化学行为并应用于气氧的测定。实验发现,该传感器对氧有很好的催化还原作用,对气体氧测定具有很高的灵敏度,选择性及较好的抗污染能力,响应时间小于５ｓ,平行测定７次气氧浓度,相对标准偏差为０．３６％。     

氧载体对L-天冬酰胺酶发酵过程影响的研究

以抗癌药物L－天冬酰胺酶生产为应用背景,针对发酵过程中存在的严重耗氧问题,研究了氧载体对发酵过程的影响。通过对几种氧载体的筛选,认为正十二烷最适合该发酵过程。随后以产物L－天冬酰胺酶活性、菌体浓度以及溶氧水平为主要指标,考察了氧载体在发酵过程中的作用,实验表明,发酵基质中5％正十二烷的添加量为最佳浓度,这种氧载体的加入,明显地提高了发酵介质中的溶氧水平,改善了供氧条件,增加了菌体浓度,提高了L－天冬酰胺酶发酵水平,在优化条件下,可使发酵液最终酶活提高21％左右。     

自吸式反应器的数值模拟及在酵母发酵中的应用

采用计算流体力学(CFD)模拟和酵母发酵实验相结合的方法,研究自吸式反应器内的气液两相流动及传质。基于对自吸式反应器内流体流动、气液相际传质的研究,采用加置气体分布器的方法强化自吸式反应器内流体力学传递性能,并将数值模拟结果应用于酵母发酵。结果表明:在相同的培养条件下,加装气体分布器的自吸式反应器培养酵母比无气体分布器的自吸式反应器产率平均提高23.64%。     

气提式内循环好氧反应器及其产业化研究

本研究试图设计一种处理有机废水效率高、运行成本低、并可产业化的"气体式内循环好氧反应器"。其原理是利用好氧处理时供给的空气,对有机废水进行"气提,"在反应器中产生强烈的循环,使好氧微生物与废水中的有机物进行充分接触,达到提高氧的利用率、减少水力停留时间的目的。     

直叶片离心喷雾气液反应器分离性能

为了解决目前单重态氧发生器存在的气体处理量小、气液反应面积小和气液分离不彻底的问题,设计了一种雾化技术与离心技术相结合的两级排液式直叶片离心喷雾气液反应器.首先采用CFD方法,对该反应器建立了计算模型,研究了反应器中连续相流场、离散相颗粒的运动特性,系统分析了粒径及转速对反应器分离性能的影响,获得了分离特性曲线.然后通过实验研究,分析了反应器在真实工况下的分离性能.综合研究表明,CFD模拟结果与实验结果比较吻合,CFD模型可用于该实验研究.反应器在5 mol/s的气体流量下对于粒径大于90μm的液滴在3 000 r/min转速下分离效率100%,为单重态氧发生器的发展提供了参考.     

紊流脉动对生物反应器运行影响的数值模拟

为研究紊流脉动对生物反应器运行的影响,针对时均速度为零的振动格栅反应器,构建气-液两相流模型并对其进行验证。借助Fluent软件对反应器中气和水的流动进行数值模拟,得出10种工况下紊流脉动强度与气含率、氧转移系数和雷诺应力的关系。结合实验测得的生物膜理化数据,分析紊流脉动强度对生物膜生长的影响。结果表明,增大紊流脉动可有效提高反应器内的气含率和氧转移系数,促进气液两相进行高效传质。对于本研究所用振动格栅生物反应器,当紊流强度q<2.7 cm/s时,生物膜厚度和密度随着紊流强度的增加而增加。当q>2.7 cm/s时,雷诺应力的作用显著,生物膜逐渐变薄变密。紊流强度q=3.4~4.8 cm/s时,生物膜生长和污染物去除效果最佳。     

化学链燃烧中赤铁矿氧载体的本征反应动力学研究

本文对一种化学链燃烧所用赤铁矿氧载体进行了本征还原反应动力学研究。氧载体颗粒的比表面积及孔径分布测试显示此种氧载体的孔隙率为0.031,表明此种氧载体结构致密,孔隙结构不发达。热重反应器上进行的程序升温还原实验结果显示氧载体的还原反应分阶段进行,并确定第一还原阶段的温度测试窗口为400~650°C。在排除了氧载体颗粒内外扩散的影响后,批次流化床实验分析确定反应的本征活化能为138.55 k J/mol,指前因子为6.8×1013s-1。通过对内外扩散因素的分析,加深了对此种氧载体颗粒与CO的宏观反应特性的认识。本研究结论与前人关于缩核模型、外扩散控制以及较小的表观活化能的研究结论具有良好的相容性。     

解吸除氧研究

介绍了解吸除氧的原理、方法和发展过程。根据享利定律、道尔顿定律和实验数据推导并论证了影响解吸除氧的诸因素，诸如软化水的温度和含氧量，循环气体的温度和含氧量．气水容积比和水泵的水压头等等。文章提出了一种新型解吸除氧系统。该系统取消了给水箱，设备紧凑，因而造价较低。设置了高效反应器和余热回收装置。对于１０℃以上的水无需加热．因而节省能量。由于上述结果，该除氧装置的除氧效率可达９８．５％～９９．５％，除氧水的含氧量可低达０．０４～０．１ｍｇ／Ｌ。     

环流反应器中厌氧好氧耦合生物降解含酚废水

研究厌氧好氧耦合生物体系对含酚废水的处理效果.在反应器Ⅰ中投加体积比为3%的多孔聚亚氨酯载体,反应器Ⅱ不投加载体,利用2个反应器进行对比实验.经过26 d的驯化,反应器Ⅰ可将模拟含酚废水的化学需氧量质量浓度由4 g/L降至100 mg/L, 最快降解速率达到720 mg/(L·h), 污泥体积指数的值稳定在54～110 mL/g间,各项指标均优于反应器Ⅱ;扫描电镜观察发现,附着在载体上的微生物种群与好氧体系不同.体系对含酚废水的处理能力强,降解速度快,抗冲击能力强.     

基于铁基载氧体串行流化床煤化学链燃烧的滞流化现象

以高纯的Fe2O3为载氧体在1 kW串行流化床反应器上进行了煤化学链燃烧连续实验研究.结果表明:实验前期,载氧体展现出了良好的反应性能,煤气化产物转换率较高,额外氧耗率仅为1.0%～2.4%;实验后期,载氧体颗粒表面的严重烧结导致其孔容和比表面积急剧降低,载氧体的活性降低,各项指标衰减;载氧体氧化过程强放热引起颗粒团聚并结块,导致空气反应器出现滞流化现象,实验无法正常继续,因而有必要对该高纯的铁基载氧体加入惰性材料(SiO2,Al2O3等),以提高其抗烧结能力.     

方形气升式环流反应器的流体力学与传氧特性

在方形内环流气升式反应器空气-水两相体系中，从气含率、液体循环速度、混合时间和体积传氧系数，研究了直管、缩放管导流筒顶部有、无上挡板时的流体力学与传氧特性．结果表明，与无上挡板相比，有上挡板的气含率、体积传氧系数均有不同程度的提高，而液相循环时间、混合时间减小．实验还发现，采用上挡板可扩大操作气速范围．     

飞行员双人高空供氧方案实验评价

评价飞行员双人高空供氧方案的供氧防护性能。假人穿个体防护装备,采用新型供氧方案,先后在低压舱内完成4项试验:1分子筛产氧供氧性能实验;2气氧供混合氧性能实验;3气氧供纯氧性能实验;4加压供氧性能实验。结果氧气系统的供氧分压大于20.0 kPa(在12.0 km高度以下)和16.0 kPa(在12.0 km高度以上)。吸气阻力小于490 Pa(假人肺通气量20.0 L/min)和578 Pa(假人肺通气量30.0 L/min,1.8 km高度以上)。说明该高空供氧方案满足地面约18.0 km高度两名飞行员供氧防护要求。     

异丁烷在固定床和膜反应器中富氧环境下催化脱氢反应的比较

报道异丁烷在富氧环境下，以CS2.5TI0.08H1.26PVMo11O40催化其脱氢的反应。对在固定订反应器和膜反应器上催化脱氢反应的转化率和对异丁烯的选择性进行比较。结果表明，在连续流动固定床反应器中异丁烷的转化率较高，但产物的分布很复杂，并与温度和空速有很大关系；在膜反应器中异丁烷的转化率有一定程度的降低，但在大大地提高异丁烯的选择性。在膜反应器中，653K时异丁烷有14％的转化率，异丁烯的选择性为83％。表明该催化途径对异丁烷的催化富氧脱氢有较大的潜力。     

内置蜂窝陶瓷的气升式内循环生物反应器II.固定化Achromobacter sp.降解氯酚和苯酚

蜂窝陶瓷固定化细胞气升式内循环生物反应器(IAL-CHS)降解氯酚和苯酚.对该反应器进行了批式和连续流降解实验,固定于陶瓷载体上的微生物经过短时间适应后,能有效地降解氯酚和苯酚,表现出较好的稳定性和抵抗冲击负荷性能,在350h的连续流处理过程中,氯酚的降解率越来越高,达到98%以上.     

快速真空变压吸附制氧的排放气充压过程研究

测试了微型制氧吸附剂的平衡吸附特性,在此基础上选出适合快速真空变压吸附制氧的吸附剂. 针对传统的单塔两步快速变压吸附制氧含量低问题,提出了提高产品气氧含量的单塔快速变压吸附制氧的排放气和原料气组合充压流程,并对该流程进行实验研究. 结果表明:在单塔快速真空变压吸附制氧过程中,采用排放气和原料气组合充压流程可以有效提高产品气氧含量. 充压前排放气的压力和氧含量是影响产品气氧含量的关键参数,采取合适的排放气压力和较高氧含量的排放气可获得更高的产品气氧含量. 在吸附和解吸压力分别为240 kPa和60 kPa时,采用排放气和原料气组合充压的快速真空变压吸附流程可获得氧体积分数90%的产品气,其产氧率为325. 08 L·h-1·kg-1 .     

螺旋升流式反应器系统中污泥特性

螺旋升流式反应器是一种新的污水处理工艺,该反应器具有很好的对COD、TP、TN等的处理效果。本文对螺旋升流式反应器在污水脱氮除磷处理中的污泥特性进行了分析,发现MLVSS／MLSS在厌氧单元中呈现递增变化趋势,在缺氧和好氧单元呈现递减变化趋势,这种变化趋势在脱氮除磷效果好时明显,不好时不明显。镜检发现反应器中微生物丰富多样,颗粒污泥紧密、结实。污泥的SV在10％～18％,SVI在30～70之间。污泥的耗氧呼吸速率SOUR随厌氧过程逐渐升高,好氧过程逐渐降低：脱氢酶活性却表现出与之相反的变化规律。