谷氨酸阴离子和晶种对晶体成核与生长的影响

研究了谷氨酸阴离子（Ｇ－）和晶种对其晶体二次成核与生长的影响．结果表明成核速率随晶种粒度和晶种量减少而减少；在高过饱和度时Ｇ－对成核有促进作用，而在低过饱和度时则有抑制作用；晶体生长速率随粒度减小而增大；Ｇ－对晶体生长有抑制作用；结晶时使用粒度小的晶种可得到粒度分布较均匀的晶体．     

地塞米松磷酸钠的反应结晶动力学

利用连续稳态法在混合悬浮混合产品排除(MSMPR)结晶器中研究了地塞米松磷酸钠反应结晶动力学。以粒数密度衡算方程为基础，由实验得到的晶体粒度分布数据，采用非线性最优化方法直接进行参数估计，确定了地塞米松磷酸钠晶体的成核和生长速率方程．动力学方程的分析结果表明，地塞米松磷酸钠晶体生长速率与粒度相关，合适的过饱和度、悬浮密度和温度是得到理想地塞米松磷酸钠晶体的关键因素．     

基于光测法的晶种量对结晶动力学影响研究

为进一步探究晶种添加量对于结晶动力学尤其是生长动力学的影响,以KNO3-H2O溶液为模型体系,结合光测法开展了添加晶种的间歇冷却结晶动力学实验.通过测定可反映结晶固相信息的体系透光率的变化曲线,结合溶液质量比和相对过饱和度等实测数据,借用前期所建的模型方程,拟合得到了结晶体系的成核与生长动力学参数.在此基础上,运用回代计算的方法,考察并分析了晶种添加量对于结晶成核与生长动力学的影响.结果表明:随着晶种添加量的提高,结晶体系的成核效应逐渐减弱,生长效应逐渐增强,晶体产品的粒度更趋于均匀;同时,单个晶体的线性生长速率却有所下降,从而导致产品的平均粒度减小.     

间歇冷却结晶过程的CFD-PBM数值模拟

溶液结晶是一项重要的工业操作，被广泛用于各个领域.针对扑热息痛-乙醇体系，结合计算流体动力学、结晶动力学和粒数衡算模型建立了CFD-PBM耦合模型，模拟搅拌结晶器中的间歇冷却结晶过程.与实验进行对比表明，模拟结果和实验结果有较好的一致性.探究晶种加入、破碎过程、搅拌速度和降温速率对粒度分布的影响，得出如下结论：适当加入晶种可以避免新晶体成核造成的高过饱和度，从而获得具有平均粒径大、颗粒数多的粒度分布；采用合适的破碎模型，考虑更为全面的结晶动力学模型，能够提高产品粒度分布的预测能力；随着搅拌速度增大，颗粒数增加，颗粒的平均粒径减小；线性降温速率减小，产生的颗粒数减少，但颗粒的平均粒径增大.     

木糖醇的结晶动力学

应用粒数衡算理论模型,研究了木糖醇的结晶过程,分析了结晶过程的成核、生长机理和影响因素,采用间歇动态法测定了木糖醇的结晶动力学数据,回归了木糖醇的结晶动力学方程参数.研究表明升高温度有利于晶体成核,而且对于晶体生长的影响十分显著,同时当搅拌桨的形式一定时,成核速率随搅拌速率的增加而增大,晶体生长速率取决于溶质扩散速率和表面反应速率的综合作用.本研究为进一步提高木糖醇的工业结晶水平提供了理论依据.     

甲酸锂晶体生长动力学

本文介绍并讨论了在３１３．３５Ｋ和３０６．４６Ｋ情况下－水甲酸锂晶体不同晶面的生长速率与过饱和度之间关系的动力学数据，以及观察到的母液包藏情况．说明了测量的（Ｒ、σ）曲线能够用ＢＣＦ表面扩散模型──应用于溶液中的晶体生长加以解析．计算了不同阶段活化能的数值并跟在水溶液中生长的其它物质相比较．只有在过饱和度小于１％的情况下才能生长出无母液包藏的一水甲酸锂晶体．     

氧化铝种分过程粒度分布的动态模型

将实验室实验、工业试验与数值仿真(计算)方法相结合,以种分过程中的动力学规律和粒数衡算为基础,以MATLAB/Simulink软件为主要开发工具,根据种分过程的粒度变化特性,以MSMPR结晶器为对象,建立种分槽晶体成核、生长和附聚相结合的粒度衡算模型.根据不同温度下的实验数据,利用矩量法对种分过程的重要参数--附聚核β和成核速率RN进行求解.计算结果表明:附聚核在70℃左右达到最大值,成核速率则一直随着温度的升高而降低;用MATLAB/Simulink软件求解粒度模型,对不同工艺条件下种分过程的粒度分布进行预测,将预测结果与工业试验数据进行比较,相对误差低于10%.     

加苯甲酸类成核剂的等规聚丙烯结晶动力学的研究

用膨胀计法和偏光显微镜法研究了加入苯甲酸类成核剂的等规聚丙烯结晶动力学.结果表明,成核剂的加入使聚丙烯成核密度增加而提高结晶速率,但对球晶生长速率影响微小.根据结晶理论,从结晶速率和球晶生长速率数据推算了成核界面能差参数Δσ值;成核剂的Δσ越小,其成核活性越大.     

气体水合物晶体成核与生长机理研究

气体水合物的形成要经历溶解、成核、生长阶段，通过对均相成核和异相成核的理论研究，确定了晶核形成所需的的条件。根据对气体水合物晶体生长速率的影响因素分析，从理论上明确了生长速率与传热、传质以及动力学特性之间的规律。     

对二甲苯悬浮结晶与晶体流动分布特性研究

为深入研究对二甲苯悬浮结晶过程与晶体流动分布特性，明确影响结晶的关键因素，将欧拉-欧拉多相流模型与粒数衡算方程(PBM)耦合，关联晶体成核速率和生长速率方程，模拟求解了对二甲苯的结晶与分布情况。结果表明：随着流动时间的增加，结晶器内的混合程度逐渐增加，30 s后流场基本保持稳定。流体在结晶器内主要为内循环流动与局部涡流并存，各区域温度差异很小，晶体在涡流区域的体积分数大于涡流区域附近的体积分数。粒度分布最大位置位于结晶器下挡板以及底部，随着区域流速的增大，晶体体积分数逐渐减小，流速大于1.40 m/s时不利于晶体生长，在工业生产时应避免结晶器内流速大于1.40 m/s。结晶器内0.01 mm晶体的不均匀度为0.000 7,随着晶体粒径增大，大粒径晶体不均匀度逐渐增加；晶体粒度分布整体呈正态分布，其中0.03～0.05 mm粒径的晶体数量最多，占晶体总量的44.5%。本文实现了复杂流场下的结晶过程模拟仿真，所得结果揭示了结晶器内对二甲苯的成核生长规律，为优化创新对二甲苯结晶分离提供了依据和理论指导。     

氯化钾结晶器的数学模型

本研究以光卤石冷分解制取的粗钾为原科,在有效体积为200升的DTB型结晶器内,模拟二级结晶进行了研究。用Coulter Counter粒度计进行样品分析,取得了捌佰余分析数据,并应用了GASS-NEWTON多元非线性回归参数最优化方法,确定了KCl二次成核动力学参数,并建立了KCl工业结晶器设计的数学模型。     

在MSMPR结晶器中谷氨酸的结晶动力学研究

用ＭＳＭＰＲ结晶器对谷氨酸从工业发酵液中连续等电点结晶的动力学进行了研究。 在假设△Ｌ定律适用于ＭＳＭＰＲ结晶过程的前提下，测量了晶体的粒数密度ｎ和晶体平均粒度 Ｌ之间的关系。在多组实验中１ｎ（ｎ·Ｌμｍ）和 Ｌ之间在Ｌ＞４０ μｍ范围内存在良好的直线关系， 说明谷氨酸结晶过程符合△Ｌ定律，在Ｌ＜４０ μｍ范围内，ｌｎ（ｎ·Ｌμｍ）值和Ｌ之间关系不符合 △Ｌ定律，对其原因在文中作了讨论。根据１ｎ（ｎ·Ｌμｍ）－Ｌ直线在坐标轴上的截距及其斜率所计 算出的晶核粒数密度ｎ°和晶体生长速率Ｇ之间的关系推导出结晶过程的成核速率Ｂ°。最后从 １ｎ（ｎ°·Ｌμｍ）与１ｎ（Ｇ·ｈμｍ－１）之间的直线关系再推导出谷氨酸从发酵液中连续等电点结晶在 １０℃情况下的成核速率Ｂ°－晶体生长速率Ｇ之间的动力学表达式：Ｂ°＝８．６５×１０7Ｇ０.２７。     

K~+、NH_4~+//Cl~-、NO_3~-–H_2O体系硝酸钾冷却结晶动力学研究

采用间歇动态法研究了K~+、NH_4~+//Cl~-、NO_3~--H_2O体系中硝酸钾冷却结晶动力学,通过矩量变换法处理实验数据,回归拟合求得动力学参数,建立了该体系硝酸钾成核速率和生长速率动力学方程,分别为B~0=1.13×10~(12)·exp(-6.34×10~4/RT)△C~(4.68)M_T~(0.41)N_P~(0.50)、G=4.89×10~6 exp(-1.14×10~5/RT)△C~(3.79),简要分析了硝酸钾冷却结晶过程的影响因素。实验结果可以为氯化钾-硝酸铵复分解法生产硝酸钾结晶器设计提供基础数据,对结晶操作的优化具有指导意义.     

二水硫酸钙成核及生长现象的研究

研究了过饱和溶褐蠧aSO4*2H2O晶体成核及生长现象,同时对垢的形成机理进行了探讨.实验表明,成核延迟时间随溶液过饱和度增大而减小;CaSO4*2H2O晶体生长属于表面反应控制,且与粒径相关,晶体生长速度在(0.5×108～5.8×108)m/s之间(30℃,粒径(28～67)μm,Ca2+浓度0.035mol/L).乙     

流体混合程度对晶体生长速率的影响

运用化学反应工程的观点和方法研究了工业结晶过程中流体的混合状态及其对晶体生长速率的影响。结果表明，对全混流工业结晶器来说，在两种极端的混合（完全离集与最大混合）状态下，晶体生长速率有明显的差异，进而影响晶体产品的粒度及其分布。     

非晶Fe77.5Si8.5B14合金晶化动力学的非等温方法研究

利用非等温差示扫描热分析法(DSC)研究了非晶Fe77.5Si8.5B14合金的晶化动力学.不同升温速率的DSC曲线表明非晶Fe77.5Si8.5B14合金的晶化过程为两步晶化.通过对不同升温速率的DSC曲线的分析,计算了两个析晶峰的晶化表观激活能E1(388.2 kJ·mol-1)和E2(339.0 kJ·mol-1),以及两个析晶峰的Avrami指数n1(1.7)和n2(3.3).根据动力学参数分析了非晶Fe77.5Si8.5B14合金的析晶机理晶化峰1的成核类型为均匀成核,晶粒生长为扩散控制的一维生长和二维生长;晶化峰2为整体析晶,晶粒生长以界面控制的二维生长和三维生长为主.最后结合表观激活能计算了两个析晶反应的频率因子ν1(4.05×1025)和ν2(1.14×1021).     

添加晶种的KNO3水溶液间歇结晶动力学模型

针对添加晶种的二次成核结晶过程的特点，并基于Beer-Lambert定律、ΔL定律和粒数衡算理论，建立了包含透光率变量的间歇结晶动力学模型。运用该模型对KNO3水溶液冷却结晶实验的溶液质量分数、相对过饱和度以及透光率数据进行关联，一次性获得了结晶体系的三次成核和生长动力学参数，其值与文献值吻合较好。尝试以光学法关联动力学模型的研究，将有助于结晶机理的深入认识，为动力学模型的进一步发展提供思路。     

ADP点状籽晶(100)面的生长

ADP晶体点状籽晶生长实验结果表明:生长温度处于20~40℃,相变驱动力介于0.005KT/ωs~0.03KT/ωs之间时,籽晶(100)晶面的生长速率随过饱和度的增加而线性增加;在相变驱动力一定时,晶面生长速率随温度的升高而呈指数增加;晶面的生长动力学规律与体扩散输运机制下的螺位错生长机制相符;相变驱动力低于临界驱动力时,晶体生长存在着热力学因素造成的死区。相变驱动力介于相变驱动力介于0.05KT/ωs~0.11KT/ωs之间时,(100)晶面的生长速率随过饱和度的增加而呈非线性增加,晶面生长趋近于多二维核生长,但同时也有其它生长机制并存。     

利用煤矸石制备4A沸石的动力学模型

为研究煤矸石合成4A沸石的制备理论,以依兰矿区煤矸石为原料,在最佳反应条件下,对不同反应时间内产品的结晶度进行了实验分析,依据待定系数法,整合动力学方程,最终得到利用煤矸石制备4A沸石的动力学模型,并将模型方程与实验晶化曲线拟合。结果表明：4A沸石结晶反应发生在凝胶后期;在晶化后期,凝胶溶解速率决定了晶体生长速率和有限晶化时间内产品结晶度的大小;动力学实验数据与模型曲线有较好的吻合。     

新型碳化塔重碱结晶动力学及添加剂对结晶影响的研究

以空气－ＮａＨＣＯ３饱和液为介质，在新型碳化塔的模拟塔内，测定了气体流速ｕｇ、液体流速ｕＬ、液相内循环速度ｕｃ、晶浆平均停留时间τ等参数对结晶动力学的影响；重点研究聚丙烯酸钠加入碳化塔后动力学参数的变化规律．按Ｒａｎｄｏｌｐｈ和Ｌａｒｓｏｎ模型计算了结晶成核速率Ｂ０和晶体生长速率Ｇ，并建立了结晶动力学方程．结果表明，添加聚丙烯酸钠，有利于增大结晶颗粒，改善重碱结晶质量．