搅拌槽内桨型对微观混合的影响

在直径为0.476m的搅拌槽内,采用平行竞争反应体系,就不同的桨叶型式、加料时间、搅拌转速、加料位置对产物分布的影响进行了系统的实验研究,并采用涡旋卷吸模型对实验结果进行了模拟计算。本工作的研究结果对于工业用搅拌反应器的设计及放大具有一定的参考意义。     

锰方解石的盐酸浸出及四氧化三锰的制备

对锰方解石的盐酸浸出行为进行研究并采用石灰乳法制备四氧化三锰;采用X线衍射对产品Mn3O4进行表征,考察液固比、催化剂用量、反应温度、浸出时间和搅拌速度等因素对锰浸出率的影响,并从动力学角度分析浸出行为.为了提高产品四氧化三锰的纯度,采用正交实验研究石灰乳浓度为1 mol/L时,Mn2+浓度、反应温度、石灰乳加料速度以及反应陈化时间对氢氧化锰纯度的影响.研究结果表明:锰浸出率随温度和搅拌速度的增大而增大;催化剂可在一定程度上缩短反应时间;锰方解石矿的浸出过程为扩散-化学反应混合控制过程;当氯化锰浓度为0.5 mol/L,反应温度为80℃,陈化时间为4h,加料速度为6 mL/min时,氢氧化锰中锰质量分数可达60％以上,最终产品四氧化三锰中锰质量分数为70.42％.     

反应结晶过程中六氨氯化镁的粒度分布

采用反应结晶法制备了六氨氯化镁,研究了各种操作条件对六氨氯化镁晶体粒度分布的影响,确定了晶体粒度分布的控制因素。结果表明:采用连续反应得到的六氨氯化镁平均粒径大于间歇反应,反应器两侧同时加料时的粒径大于一侧加料的粒径;适当提高搅拌转速,可以提高产品的平均粒径,降低加料速率和减少搅拌时间均可以提高平均粒径,晶种的加入可以使粒度分布更加均匀。     

涡轮桨搅拌槽内混合过程的数值模拟

文中采用FLUENT软件对六直叶涡轮桨搅拌槽内的混合过程进行了数值模拟,选用多重参考系法(MRF)及标准kε模型,将速度场与浓度场方程分开进行求解,所得的混合时间的模拟结果与实验值相吻合。同时用计算机流体力学(CFD)方法研究了不同的加料点、监测点位置及操作条件对混合时间的影响规律,模拟结果表明:混合过程主要由搅拌槽内的流体流动所控制,混合时间与加料点及监测点位置密切相关。研究结果对于工业搅拌反应器的优化具有一定的参考意义。     

正交实验研究磷肥厂副产物氟硅酸制取白炭黑最佳工艺

为了得到用磷肥厂副产品氟硅酸和碳酸氢铵为原料制备白炭黑最佳工艺，用正交试验法研究了反应温度、配料比、搅拌速度、加料方式等对产品白炭黑比表面积和吸油值的影响情况。实验结果表明，原料配比和加料方式是影响产品的主要因素，最佳的工艺条件为反应温度80℃，原料配比6．2：1，搅拌速度200rpm，加料方式采用以氟硅酸为底液，NH4HCO3 30分钟滴加完。在此条件下制得的白炭黑，比表面积大于235m^2／g，吸油值达到国标GB10517—89技术指标要求。平行实验结果表明，该最佳工艺条件具有良好的重现性。     

双孔底吹氩150t LF精炼炉搅拌特性模拟

针对包钢150tLF炉精炼过程中双孔吹氩搅拌钢液问题,按1:4比例搭建水模型实验平台,选取吹气量、加料位置和吹气孔布置为实验因素,以混匀时间作为评价指标,根据现场条件确定各因素下的水平数进行实验研究;运用计算流体力学原理,以Fortran语言为编程工具,采用全浮力模型对多个工况下钢液的流动进行模拟研究.研究表明:双孔吹气条件下,吹气量、加料位置和吹气孔布置对钢液的混匀过程均有一定影响;双孔夹角越小越有利于钢液的成分和温度均匀;加料位置应在搅拌对称面的流动活跃区加入.     

运用CFD研究钟摆式搅拌的混合效率

设计了一种钟摆式搅拌槽,对槽内流场和混合过程进行了数值模拟,分析了槽内流体的流动特性及加料方式对混合效果的影响。并对混合效率进行了评定.结果表明:钟摆式搅拌槽内桨叶上方区域的混合比桨叶下方要好;考察加料位置的影响时,自由液面加料的混合效果优于底部加料;整体来讲,自由液面加料时钟摆式搅拌槽的混合效率比较高,与三窄叶翼形搅拌桨相接近,槽底部加料时的混合效率要低一些,与六直叶圆盘涡轮桨相当.     

联苯型聚酰亚胺前驱体-聚酰胺酸的研究

对联苯型聚酰亚胺前驱体的合成工艺进行了研究,讨论了单体加料方式、单体配比、反应温度和反应时间对聚酰胺酸特性粘度的影响.由实验结果确定了较佳工艺条件.     

加料方式及焙烧温度对Cu-Zn-Cr催化剂上CO变换性能的影响

采用共沉淀法制备了Cu-Zn-Cr催化剂,通过XRD、SEM等手段研究了加料方式及焙烧温度对催化剂的物相、变换反应活性的影响.正加法450℃焙烧3h制得的样品在各个反应温度点上均表现了最高的变换反应活性.实验表明,Cu-Zn-Cr催化剂的加料方式及焙烧温度对CuO、ZnO、Cr2O3之间的相互作用有显著的影响,进而影响催化剂CO变换的活性.     

硝酸氧化仲辛醇液液非均相反应过程热危险性分析

利用反应量热仪器RC1分析半间歇操作下的硝酸氧化仲辛醇的反应放热过程,通过不同的反应温度、搅拌速率、加料时间等反应条件的变化,研究氧化反应过程中放热速率情况和热转化速率的变化趋势,推导出反应失控条件下的绝热温升和所能到达的最大温度等参数。分析结果表明:在室温下该反应就可以进行,随着反应温度的升高,反应放热速率加大;搅拌速率对非均相反应的影响明显;随着加料时间的延长,放热速率减慢,但会延长反应时间;综合分析判定其反应热失控,危险属于中度危险。     

非牛顿流体的微观混合

采用改进的化学偶合法，研究了半连续搅拦槽内粘稠介质的微观混合规律，分析了物系粘度、搅拦转速、加料速度及其体积比，浆型及其组合对微观混鸽 有征参数－分隔指数的影响。结果表明，粘度增加使微观混合变差，但是分隔指数的变化幅度因粘度范围而异；提高搅拦转速对于改善微观混合的作用有限，尤其假塑性充体的这一相应的限定转速更低；雷诺数不能作为放大准则；兼顾剪切循环作用的组合浆具有改进非牛顿粘稠介质微观混合的显著效     

搅拌槽桨叶排出区加料管内返混现象研究

在直径为300mm的搅拌槽内，采用碘化物-碘酸盐方法研究了桨叶排出区管内返混现象。桨叶排出区内，采用内径为1.55mm的水平直管加料，管内返混现象严重，离集指数随转速的增加而增加。本文首次研究弯管加料对管内返混现象的影响，发现向上弯曲90°的弯管不能有效避免管内返混现象；将加料管向后弯曲135°可有效避免管内返混现象。此外，缩小直加料管内径，增加管口出口速度同样可以有效避免管内返混现象。针对新型半椭圆涡轮桨（HEDT），本实验测得避免管内返混的临界条件为加料管出口速度与叶端线速度的比值v_f/v_tip大于0.05。     

撞击流反应器微观混合性能的研究

采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应作为工作体系，对撞击流反应器内的微观混合特性进行了研究。考察了进料速率、氢离子浓度、撞击角度等因素对离集指数的影响规律,估算了撞击流反应器内的微观混合时间。结果表明：撞击角度在30°～180°范围以内，离集指数随着撞击角度的增加而下降；在实验范围流速以内（064～468?m/s），随着溶液A流率的逐渐增大而减小。与常用的搅拌反应器相比，撞击流反应器具有优良的微观混合性能，更适合于快速反应过程。     

顶入式与侧入式搅拌槽内混合特性的比较

应用计算流体动力学方法(CFD)对顶入式与侧入式搅拌槽内的流型特征、混合过程进行了数值模拟。计算采用标准k-ε湍流模型、多重参考系法和滑移网格法研究了2种形式搅拌槽的混合效率,分析了不同槽高径比H/T及桨型对侧入式搅拌槽混合性能的影响,并使用文献数据与碘一硫代硫酸钠褪色法对模拟进行了验证。结果表明:四斜叶开启涡轮桨(PBTD45)运行下顶入式与侧入式搅拌槽内主体循环均是轴向循环流;在H/T=1的搅拌槽中相同功耗情况下,顶入式搅拌的混合效率比侧入式搅拌的高,混合时间减少了约28.2%;侧入式搅拌在较低H/T比的搅拌槽内的混合效率较高,当H/T=0.6左右时侧入式搅拌的混合效率与顶入式(H/T=1)接近。PBTD6030桨与FE-4桨较适合侧入式搅拌槽中的混合操作。     

影响BaSo4沉淀颗粒粒径分布的工程因素

研究了釜式，管式与釜式组合反应器内各种混合方式对沉淀颗粒粒径分布的影响，结果表明，转速对粒径和分布的影响是非单调的；采用转子－定子型搅拌器能明显地改善颗粒的单分散性，加料位置对粒径分布比较敏感，浆叶底部为较合适的加料位置，采用组合反应器，不但使颗粒粒径减少，而且使颗粒分布变窄。     

双层组合桨中心及偏心搅拌三维流场的数值模拟

利用计算流体力学的方法,采用Laminar层流模型对双层六直斜叶交替组合桨在甘油与水的混合物中进行中心及偏心搅拌的三维流场进行数值计算,得到了组合桨以恒转速200r/min在搅拌槽内转动时所产生的3种不同流场结构,对比分析了速度矢量图、速度云图以及轴向、径向和周向速度分布曲线,为层流搅拌槽的设计和实际应用提供了依据。     

连续高速分散混合器内的微观混合性能

采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应作为工作体系,对连续高速分散混合器（CRS）内的微观混合特性进行了研究,着重考察了加料时间、转子转速、定子结构等因素对产物分布的影响规律。 结果表明：CRS内微观混合特征时间在1.48×10^-4～1.48×10^-5 s范围内,远小于常规的搅拌反应器。在转速为1200～1800r/min范围内,离集指数随转速增加而上升;转速超过1800r/min之后离集指数则随转速增加而下降。     

搅拌磨与球磨磨矿对比试验

研究了搅拌磨和球磨磨矿产品的粒度特性及其磨矿过程中的比生产率、能耗情况.结果表明:搅拌磨磨矿产品较为均匀,球磨磨矿产品中微细粒和粗颗粒的质量分数较高;分别采用直线和指数曲线拟合搅拌磨和球磨时不同入磨粒度和比生产率的关系,随着入磨粒度的下降,球磨的比生产率下降较搅拌磨明显;采用Walker等提出的关系式,拟合入磨粒度与能量消耗的关系,搅拌磨的耗能增长速率远小于球磨的增长速率.搅拌磨相对于球磨在细磨和超细磨过程中具有明显的优势.     

搅拌槽内不同桨型组合的气-液分散特性

在直径为0.476m的椭圆底搅拌槽内,分别研究径向流桨（八弯叶涡轮CDT-8）组合、轴流式搅拌桨（四叶宽叶翼形WH桨）组合及混合流型组合桨（径向流的六叶半椭圆管盘式涡轮HEDT与三窄叶翼形桨CBY）的通气功率及气含率,并得到了相应的通气功率和气含率的经验关联式。结果表明：HEDT底桨配合CBY轴流桨的混合流组合桨的RPD值下降最少,轴向流组合次之,而径向流组合桨R_PD下降最多;在相同的通气搅拌功率下,在低通气量时,轴向流组合桨的气含率最高,在较高的通气流量时,混合流及径向流组合桨的气含率相当,均高于轴向流组合桨。文中的研究结果可为工业多层桨气-液搅拌槽/反应器的优化设计提供参考。