泡沫分离技术的研究——Ⅴ.泡沫分离塔内气-液两相的流体力学

在已建立的光电毛细探头技术测定气泡尺寸分布的压力校正方法基础上,应用光电毛细探头微机在线测量方法,研究了各种操作参数,如气体流速、进料量、进料浓度、溶液中NaCl浓度、气体分布器以及布气状态等,对泡沫分离塔内气泡和泡沫气泡尺寸与分布的影响。并在此基础上,由实验结果得到了关于泡沫排液的定量模型,以及鼓泡区内气含率、空塔气速、溶液表面活性剂浓度等参数之间的定量关系。这些定量结果将进一步用于泡沫分离塔的设计计算中。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

大豆蛋白质的泡沫分离研究：Ⅱ.泡沫精馏过程的数学模型

在一连续操作的泡沫精馏塔中，详细 塔中泡沫在上升过程中的排液和聚并，对液膜和Ｐｌａｔｅａｕ边界中的液含量及蛋白质含量进行了衡算，从而建立了分离过程传质的数学模型，并用试验对模型进行了验证。结果表明：模型预测值与实验测定值基本吻合。     

泡沫分离法除去污水中十二烷基苯磺酸钠的研究

对采用泡沫法分离污水中十二烷基苯磺酸钠进行了研究，结果表明，当采用一个平衡级，气液比为1：5，停留时间为35-40min时，脱除率可达92.5%。     

纳米氢氧化铝稳定泡沫性能研究

通过原位表面活性化可使纳米颗粒变成表面活性颗粒,使其能够吸附在气-液界面上形成颗粒单层,这种颗粒单层类似于表面活性剂在气-液界面上的吸附单分子层,有起泡和稳泡的作用.研究了纳米氢氧化铝与表面活性剂SDS及OP-10复配产生的泡沫的性能.结果表明,以水为溶剂时,OP-10基本不能使纳米氢氧化铝颗粒原位表面活性化,不能在起泡和稳泡方面产生协同效应.而阴离子表面活性剂SDS能够通过静电作用吸附在纳米氢氧化铝颗粒表面,使颗粒表面覆盖一层烷基链而亲水性减弱,从而能以颗粒单层形式吸附在气-液界面上起到起泡和稳泡的作用.当SDS质量分数大于0.6%后,表面活性剂分子在颗粒表面形成双层或多层吸附,打破了活性颗粒的亲水-亲油平衡,纳米颗粒重新转变为强亲水颗粒,起泡、稳泡能力下降.质量分数0.1%纳米Al(OH)3+SDS体系的泡沫封堵性能明显优于单一SDS体系,文中实验条件下阻力因子可达100以上.     

含铜和含锌溶液泡沫分离技术的研究

运用吸附泡沫分离法,研究得出不同种类表面活性剂复配对含铜和含锌溶液泡沫分离的效果是:阴、阴两种离子表面活性剂复配的效果介于其各自单独使用时的效果之间;阴、阳两种离了表面活性剂复配在溶液中产生混浊,泡沫流少,分离效率低下,但浓缩比有所增高;阴离子与非离子表面活性剂复配效果不明显。     

三相鼓泡塔反应器液体流速分布的实验研究

采用示踪剂电子电极法对气-液-固三相鼓泡塔局部液体流速的测试结果表明,塔中心处的局部液速最大,近塔壁处最小,随表观气速增大,初始流体流动处于由均匀流型向过渡流型的转变;当表观气速继续增大,平均液速则明显增加,轴向液速的径向分布呈线性关系,表明流体的流动进入非均匀流型;三种不同结构的气体分布器对反应器中心线处轴向流速影响的实验表明,环状气体分布器的反应器底部存在一个狭小的回流区。     

应用泡沫分离技术处理NO_X废气的初步探讨

采用一种新的泡沫分离技术处理NO_x废气.在泡沫分离塔中,以含有A-912混合型表面活性剂的尿素溶液对NO_x进行吸收条件试验.经一级处理,吸收率达93%.     

泡沫分离技术及其模型的研究进展

泡沫分离技术作为一种新兴的分离与净化技术,广泛应用于工业领域中。本文就泡沫分离技术的机理进行了阐述,分析了国内外泡沫分离的技术现状和泡沫分离建立数学模型的进展。     

润滑油抗泡机理的研究 Ⅰ.泡沫的流变行为及表面粘弹性能

从流体力学角度研究了泡沫膜的流变行为,并结合表面化学原理,指出抗泡剂需具有较高表面活性,才能在泡沫表面很好铺展、消泡。高度铺展的抗泡剂才能在泡沫表面形成不溶吸附层,从而改变液膜流变性质。抗泡剂表面活性不溶吸附层的存在,不仅影响泡沫的动力学稳定性,也对泡沫的表面膨胀弹性和表面膨胀粘度产生较大影响。泡沫膜表面膨胀弹性和表面膨胀粘度的降低,将使得泡沫在受到外界应力的作用下,易于形变、破裂。     

气-液两相流在振动筛板塔中气含率的研究

本文对气－液两相流在振动筛板鼓泡塔中作垂直并流流动时的气含率做了较系统的测定，并对其试验结果进行了详细的分析与研究，从中得到了对塔设计有价值的结论     

聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究

为研究聚驱后超低界面张力泡沫复合驱提高采收率的效果,在大庆油田的油水条件下,用界面张力仪和泡沫评价仪评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,用泡沫驱油装置研究了聚合物浓度和交替周期对泡沫复合驱效果的影响.实验结果表明,二元发泡剂体系在较宽的表面活性剂和聚合物浓度范围内可以与原油形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫综合指数.聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上.聚驱后二元泡沫复合驱的气液交替周期越小采收率越高,且气液同注泡沫驱效果最好.在表面活性剂和聚合物用量相同条件下,二元泡沫复合驱效果好于三元泡沫复合驱、二元液驱及高浓度聚驱,且避免了强碱带来的腐蚀、结垢等问题.     

巨型表面活性剂强化泡沫封堵性能研究

泡沫驱是一种重要的提升原油采收率技术。本文通过多重点击反应,采用一锅法合成了一种巨型表面活性剂类稳泡剂HPOSS-PS25,利用HPOSS-PS25较高的表面活性及较强的增粘性能,显著改善了起泡液的起泡性能及其泡沫稳定性、粘弹性。通过稳泡实验及泡沫流动实验测定并分析了HPOSS-PS25对起泡液起泡能力及泡沫稳定性、调驱性能的影响。结果发现,与HPAM/SDS泡沫及起泡体系相比,HPOSS-PS25/SDS体系起泡200 ml所用起泡时间缩短了40.1%,为42.3 s;泡沫消泡半衰期提升了128.0%,达871.4 s;50℃阻力因子提高了28.8%,达985。     

用泡沫分离法浓缩和分离蛋白质(Ⅱ)

研究了环流泡沫塔中单组分蛋白质溶液和蛋白质混合物溶液的分批操作泡沫分离过程。采用表面张力来描述蛋白质在水溶液中的表面活性,测量了不同的ｐＨ下ＢＳＡ溶液和ＨＢＢ溶液的表面张力。考察了ｐＨ值对ＢＳＡ和ＨＢＢ水溶液泡沫分离过程的影响。采用分批操作的方式进行了ＢＳＡ和ＨＢＢ的混合物的分离实验,在ｐＨ＝３．９时,取得最优的分离效果。这与基于单组分蛋白质分离实验所作出的预期是一致的。     

垂直管中气-水-泡沫三相管流空隙率实验研究

空隙率是计算气-水-泡沫三相管流压力、温度的重要参数,准确预测气井中气-水-泡沫三相管流空隙率对泡沫排水采气工艺技术的高效实施及方案优化至关重要。目前关于气-水两相管流空隙率模型研究较多,而气-水-泡沫空隙率研究相对薄弱。因此通过开展气-水-泡沫三相空隙率测量实验,研究了泡排剂浓度、气量、液量对空隙率大小的影响规律。基于漂移模型,考虑泡排剂浓度、气液表观流速、密度、滑脱速度等参数,建立了适用于垂直管的气-水-泡沫三相管流空隙率模型,并分别利用145组实验数据和602组文献数据验证了模型的准确度。结果表明,预测实验数据时平均相对误差为2.24%,平均绝对误差为2.47%;预测文献时平均相对误差为-4.65%,平均绝对误差为6.21%;证明新模型计算精度较高,可满足工程需求。新模型可为泡沫排水采气工艺技术的高效实施和方案优化提供理论指导。     

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。