过程强化的若干新进展

本文从现代过程工业发展的需求出发，介绍了过程强化的历史和现状，分析了近年来过程强化的特点。本文还结合实例对化工过程强化的作用和存在的问题等进行了讨论。     

涡轮桨搅拌槽内流场的数字PIV测量

为研究机械搅拌槽内的流场特性,用数字粒子图像测速仪对桨叶直径与搅拌槽直径比约为0.5的涡轮桨搅拌槽内流场进行了测量。实验发现测量值随时间的随机脉动非常剧烈,为准确获取时均速度场,确立了多采样点平均的实验方法并进而找出了最佳采样点数。在获取的时均速度场的基础上计算了流量准数、涡量和湍动能的分布,考察了转速和测量面位置对流场的影响。结果表明:湍动能分布不均匀,在叶轮区较高,而在主体区较小;由于自由液面的作用,湍动能在高度方向上呈非对称性分布,并且这种非对称性随转速的变化而变化。     

基于多功能纳米磁珠的DNA制备与基因分型

为了构建DNA样品制备芯片, 研发了一种以羧基修饰的磁性纳米粒子作为固相载体, 从全血、唾液和细菌培养基中快速提取基因组DNA并扩增靶基因的通用方法. 这种羧基修饰磁性纳米粒子不但可以从样品中富集靶细胞和从细胞裂解液中吸附DNA, 而且吸附在纳米磁珠表面的DNA可以不用洗脱而直接作为目标基因PCR扩增的模板, 从而通过功能集成简化了从靶细胞富集到靶基因扩增的全过程. 利用该方法实现了微量唾液样品中HLA基因的快速制备与扩增, 扩增产物与固定于寡核苷酸基因芯片上的16条探针杂交进行HLA基因分型, 取得了良好的效果. 由于该方法快速简便, 不使用有毒试剂和离心操作, 便于用以构建快速高通量的核酸制备微芯片.     

高效脉冲填料塔性能的研究

为开发高效萃取设备,采用３０％的ＴＢＰ－煤油／ＨＡｃ／水体系,研究了装填ＱＨ－１填料的脉冲填料塔的流体流动和传质性能。实验中采用置换法测量分散相存留分数,浓度剖面法测量传质性能。结果表明,脉冲的加入使传质效率提高一倍左右,表观传质单元高度可达０．１８ｍ,而液泛速度最多下降不超过３０％。根据实验数据回归了计算特性速度和表观传质单元高度的经验关联式,并对传质方向对流体流动特性的影响进行了讨论。     

碳酸二甲酯捕集CO2的技术经济分析

降低CO2排放量、缓解温室效应,已成为国际社会的广泛共识。碳酸二甲酯(DMC)是国际公认的绿色溶剂,低温下对CO2具有良好的吸收性能,具有规模化应用的潜力。该文针对整体煤气化联合循环(IGCC)电厂燃烧前CO2的捕集过程,建立了DMC捕集CO2的工艺流程,对此流程进行了模拟计算并开展了技术经济分析。计算结果显示:在96%的捕集率下每吨CO2捕集能耗约在1.3～1.7GJ的范围内,DMC捕集每吨CO2工艺成本约为200元;在考虑关键变量不确定性的情况下,其成本变化范围约180～230元/t,具有经济可行性;由于具有环境友好的特点,DMC作为燃烧前CO2捕集技术的新型吸收剂具有一定的竞争力。     

ApplicationofNon─equilibriumStageModeltoLiquid─liquidExtraction

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＮｏｎ┐ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍＳｔａｇｅＭｏｄｅｌｔｏＬｉｑｕｉｄ┐ｌｉｑｕｉｄＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ＊ＦｅｉＷｅｉｙａｎｇ（费维扬），ＷｅｎＸｉａｏｍｉｎｇ（温晓明），ＸｉｅＲｕｎｘｉｎｇ（谢润兴）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣ...     

化工分离塔设备的智能设计

分离塔设备设计的主要特点是设计问题分解的层次结构和应用不同类型的知识。针对这种具有层次结构的设计问题，建立了一种面向对象的设计问题分解机制。其基本结构单元是称为设计者的类，用以表示各层的设计问题，并以将子设计者作为其父设计者的数据成员的方式构造问题分解的层次结构。这种机制既是知识的存储结构又可以表示问题求解的策略，并能够表示和使用不同类型的知识，比传统的基于规则的方法更适合用于解决这类设计问题。在此基础上，开发了分离塔设备智能设计系统。     

旋转填料床微观混合性能的CFD模拟

旋转填料床又称超重机,通过旋转产生的离心力来实现超重力环境,能有效地强化微混合及传质过程,在快速化学反应过程上有广泛的应用,如制备纳米粉体材料等。旋转填料床内的湍流反应涉及在填料中流体流动与混合反应过程,针对2股无预混反应物料的湍流混合及反应,通过商用软件Fluent的计算平台,采用涡耗散模型（eddy-dissipation）模拟碘酸盐-碘化物体系的平行竞争反应。涡耗散模型认为反应速率由湍流控制,避开了代价高昂的Arrhenius化学动力学计算。计算过程收敛良好,流场与各组分浓度分布合理。考察了转速及初始浓度对离集因子的影响,模拟结果与相关文献的实验数据吻合良好。     

麻黄草常压浸取麻黄碱工艺研究

采用常压三级循环逆流浸取法，从麻黄草提取麻黄碱，草水含碱量可以接近或达到日前工业生产上采用的加压浸取法的效果。