化学反应器

摘要： 采用叔丁醇作为α-蒎烯环氧化的反应溶剂,使过氧化氢水溶液和其他疏水性反应底物形成均相,构建单相体系以代替传统有机-水“双相”系统。首先在摇瓶中对单相体系进行优化,在α-蒎烯浓度为0.3mol/L时,乙酸乙酯的最适浓度为3.5mol/L,过氧化氢的最适浓度为0.5mol/L,束酸剂为柠檬酸三钠,在40°C下,反应90min,环氧化转化率为92%,收率为88%。此工艺条件下Novozym435重复使用6次后,仍保持64%的相对活力。然后以摇瓶实验为基础,构建了一种连续搅拌釜式反应器(CSTR),探索反应器的最适运行条件,测试了其长期运行性能,结果表明:当Novozym435酶量为2.0g、过氧化氢浓度为0.5mol/L、停留时间为3h时,釜式反应器的运行效果最好,其转化率可达83%,收率可达79%,在此条件下反应器连续运行十天后依然可以保持70%以上的转化率和55%以上的收率。

摘要： 臭氧化技术可以实现对有机污染物的有效去除,同时兼具绿色环保、工艺流程简单等特点而被广泛应用,而臭氧化模型的构建可以实现对污染物减排的有效预测,对于臭氧化处理污水的工程应用意义重大。本文介绍了臭氧化技术的基本原理,并着重综述了臭氧氧化的动力学模型和反应器建模的研究进展。在臭氧氧化模型的建立中,臭氧的传质和反应是两个最重要的因素。本文首先讨论了臭氧的传质过程,并对其气液两相模型进行了阐述。然后针对忽略臭氧传质的液-液或液-固体系,并根据反应机理,分别总结了常规臭氧氧化、均相催化臭氧氧化和非均相催化臭氧氧化的动力学模型。在充分研究了臭氧氧化的动力学模型后,将其应用到具体反应器的建模中,并总结出模型建立的基本假设。最后指出现有模型存在的一些问题并给出相关的建议,提出臭氧化模型构建的出处是优化工业反应器,实现工程应用。

摘要： 反应量热是化工行业中主要热分析技术之一,可以为反应过程安全评估提供大量有效的数据。反应热Q的测量过程中,反应器与夹套间传热因子UA(U为总传热系数、A为传热面积)的获取是一个关键步骤,目前通用的测量方法是在反应前后进行校准,但其结果不能代表反应过程中UA的动态变化。研究传热因子连续估计方法可以获得更加精确的量热数据,为反应器的开发及工艺优化提供更为安全有效的指导。对于实验室规模小型反应器,温度振荡量热法(temperature oscillation calorimetry, TOC)是一种连续估计UA和Q的有效方法,从研究历史、原理、参数计算、仿真研究及方法评价对TOC进行了详细总结,仿真结果阐明了该方法的先进性和适用性。对于体积较大的反应器,状态估计技术则是更为广泛使用的一类量热参数连续估计方法,综述了自适应量热法、级联量热法和扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)3种状态估计技术,其中展现了EKF在不同体积反应器中连续估计UA和Q的模拟研究结果。最后,对比分析了温度振荡量热法和状态估计技术的优缺点、适用性等相关特性。在此基础上,对反应器量热技术进行了展望。

摘要： 文章基于小型太阳能反应器建立了甲烷水蒸气重整的热化学反应数学模型,采用该模型计算得到了甲烷水蒸气重整制氢过程中不同工况参数(孔隙率、气体入口速度、辐照度、反应器压力)对甲烷转化率、氢气产率以及温度分布的影响规律。研究结果表明:沿反应器中心线方向,甲烷的摩尔分数不断降低,氢气的摩尔分数逐渐升高;混合气体最终的摩尔分数及多孔区域最终的温度趋于稳定;甲烷转化率及氢气产率均随着辐照度与孔隙率的增加而增加,随着压力与气体入口速度的增加而降低。

摘要： 美罗培南是一种广谱、高效、安全的抗生素,也是治疗新冠肺炎的临床药物之一.研究美罗培南加氢反应的一锅法和两步法工艺过程,利用基团贡献法估算反应体系中各组分的物性,包括临界参数、标准摩尔生成焓、标准摩尔熵、比热容等.利用热力学基本原理,计算美罗培南加氢反应的标准摩尔反应焓、标准摩尔反应熵、标准摩尔反应Gibbs自由能和平衡常数.结果表明,美罗培南加氢反应是放热反应,且放热量较大,降低操作温度有利于反应向热力学有利的方向进行;加氢反应是较容易进行的,缩合反应的平衡常数远小于加氢反应;可着重考虑采用降低操作温度,及时移出反应产物等方式推动缩合反应向正反应方向进行.热力学理论计算与实际情况吻合较好.一锅法在热力学上优于两步法,但需要解决催化剂易中毒问题.将抗中毒的包围型催化剂与微界面反应强化技术结合优化一锅法加氢过程是对美罗培南加氢反应技术升级一个值得探索的方向.

摘要： 丁一刚,教授,博士生导师,享受国务院政府特殊津贴专家。百千万人才工程国家级人选,国家有突出贡献的中青年专家,全国化工优秀科技工作者,湖北省高等学校名师工作室主持人,首批国家级一流课程《化学反应工程》负责人,《化工进展》《现代化工》和《武汉工程大学学报》编委。长期从事化学反应器、磷化工和分离过程强化技术研究。团队现有教授6人、副教授3人和讲师4人,其中,湖北省相关人才计划特聘教授2人、博士生导师2人和硕士生导师9人,具有一年以上海外留学经历人员5人。近些年来团队共培养博士生5人,硕士生100余人。

摘要： "原油"生产方法美国能源部西北太平洋国家实验室研究小组找到了一种能够把海藻加工成"原油"的方法。生产过程中,湿海藻被泵入到化学反应器的前端,系统开始运行后不到1小时就会流出原油、水和含磷副产品。再经过传统提纯工艺,就能把"海藻油"转变成航空、汽油或柴油燃料。

摘要： 液体弹珠是由微小液滴与外部非润湿性松散颗粒组成的稳定的液固复合体.非润湿性颗粒的隔离作用不仅能有效隔绝内部微量液体与外部固体或液体基底的直接接触,还能通过给予多种外界刺激使其以滚动的形式实现微量液体的运输、降低表面的摩擦及提高液滴的操控性,在微量流体控制和微型化学/生物反应器方面具有广泛的应用前景.本文介绍了近年来国内外基于液体弹珠的微型反应器基础研究进展,综述了这类新兴微流体单元的基本性质、设计与制备的典型案例,并结合本文作者课题组在多刺激响应液体弹珠、液体中液体弹珠及其作为微型化学/生物反应器应用的研究工作,对该研究领域的问题和未来前景作了展望.

摘要： 在应力作用下聚合物分子间和分子内力可被削弱,超分子结构可被破坏,化学键可能发生畸变或断裂.通过化学键的破裂产生的活性粒子(自由基、离子或离子自由基)的自身歧化或淬灭可导致聚合物分子量减小,分子量分布变窄.产生的活性粒子也可使聚合物交联、支化或生成嵌段(接枝)共聚物.本文借助固相力化学反应器研究应力对高分子材料的正效应,将力化学反应应用于高分子材料的加工、改性与制备以及为废弃高分子材料的回收利用等提供一项设高效、经济、环境友好的新途径.

摘要： 本文以化学反应器的数学模型数据库为基础,应用专家系统的基本知识,设计了反应器温度控制的专家整定PID系统,在推理机和知识库部分引进了对象的概念,其中知识库是由经验所得规则构成.经过计算机仿真,结果显示出该控制策略的有效性和实用性.

摘要： 连续搅拌釜式化学反应器（CSTR）是重要的化工设备。对蛇管与夹套双冷却CSTR单回路温度控制方案只利用一种操纵变量，无法兼顾动态性能与静态性能的不足进行了深入分析后，提出了CSTR温度双重控制系统方案。通过双重系统的协调控制，在温度出现偏差时由蛇管冷却器快速消除温度偏差，使温度迅速返回设定值；然后由冷却效率高的夹套冷却器逐步取代蛇管冷却器所承担的冷却负荷变化——即在动态过程，由动态性能好的操作变量（蛇管冷却器）进行控制，过渡过程短，动态偏差小；在平稳生产过程，CSTR冷却负荷主要由静态性能好的操作变量（夹套冷却器）承担，冷却效率高，冷却水用量少。CSTR 温度双重控制充分发挥了CSTR蛇管与夹套冷却器各自的优势，使CSTR温度控制的动态性能与静态性能都达到较为理想水平。最后，通过半实物仿真实验验证了CSTR温度双重控制在动态性能和节能降耗二方面的优越性。该双重控制方案可应用于具有类似结构特征的其他生产系统。

摘要： 采用CFD技术，数值模拟了化学反应器中温度梯度对Taylor涡胞结构的影响，重点研究了径向温度梯度对轴向Taylor涡胞结构、强度及其临界Re数的影响。研究结果表明：径向温度梯度能抑制中部Taylor涡胞形成，致使系统的临界Re数增加;随着径向温度梯度的增加，涡量向温度降低的方向迁移，涡量分布的径向梯度也随之增加;端部的Taylor涡胞强度最大，其集中涡量主要分布于内壁面，且有助于促进流体的热传递效果，中部的Taylor涡胞强度较弱，其对促进流体热传递的效果并不明显。

摘要： 采用CFD技术对化学反应器内的Taylor涡胞结构进行了数值模拟，研究了在不同Re数条件下Taylor涡胞结构特点及其生长方式受Re数的影响规律。研究结果表明，随着Re数的增加，Taylor涡胞先从上下两端部产生，并且底部固壁端Taylor涡胞的生成总要先于顶部自由面端部，随后Taylor涡胞由两端逐步向中心生长，直至系统的Re大于临界Re数后，整个轴向间隙内均充满Taylor涡胞；轴向Taylor涡胞的强度并不一致，下端部固壁附近Taylor涡胞强于顶部自由面附近的Taylor涡胞，而中心位置的涡胞强度最弱。

摘要： 本文从MTBE的生产工艺出发,结合回路热管化学反应器的特点,将其应用于该生产工艺,并对回路热管蒸发段传热性能进行了理论分析,得出蒸发段的换热关联式。最后设计和进行了现场小试,得出了反应器内部床层温度分布状况图。最后在工业化应用中进一步验证了将回路热管用于MTBE 预反应器的可行性。

摘要： 本文论述了非均相化学反应器网络模型和数值方法.这是一个由零维或一维反应器组成的网络.它可以模拟航空发动机主燃烧室的点火、熄火、污染等化学动力学特性.将三维两相反应流数值计算与非均相化学反应器网络法结合起来,能更好地模拟航空发动机燃烧室稳态和非稳态性能.本研究应用非均相化学反应器网络法对航空发动机主燃烧室化学动力学特性进行了数值模拟,计算结果与实际定性符合良好.计算中考虑了两相和混合的影响,比一般均相化学反应器网络法更加接近实际应用.

摘要： 本文将段间加热的概念与回路热管结构相结合，设计制造了热管绝熟反应器，并应用于环己醇脱氢吸热反应，进行了系统的试验和分析，用二维拟均相模型对反应器进行了模拟计算。试验和计算结果表明，热管反应器满足了催化剂升温活化和吸热反应的加热要求，可以应用于具有固定的催化剂床层的吸热反应过程并具有良好的试验性能；热管冷凝段进口温度对反应器内物料及床层温度影响大；热管反应器容易进行温度调节与控制，将反应保持在催化剂最适宜温度下进行。

摘要： 介绍了MXE微混合器、MRE微反应器、MER微乳化器、MP微反应器综合应用平台的产品性质、设备参数、可选制造材质、用途以及应用领域。

摘要： 介绍了MXE微混合器、MRE微反应器、MER微乳化器、MP微反应器综合应用平台的产品性质、设备参数、可选制造材质、用途以及应用领域。

摘要： 一种用于化学反应器的反应室，包括反应室的护壳（100）、反应室的地板（200）、和位于反应室内的搅动器轴（400），地板具有位于地板内的开口（300），搅动器轴具有连接到其上的至少一个搅动器元件（500），其中在纵向方向看时，搅动器轴（400）具有始端（600）和末端（700）。在地板（200）的开口（300）中设有可移除的套筒（800），套筒伸出反应室。套筒（800）布置成与搅动器轴（400）的旋转轴线对准。套筒（800）的内部直径大于搅动器轴（400）的直径，并且搅动器轴（400）在其始端（600）和/或末端（700）处适合于可逆地吸收由另一轴提供的扭矩和/或传输扭矩给另一轴。使用这种反应室，可以构件具有降低回混的模块化化学反应器。

摘要： 一种用于电化学处理水的电化学反应器(1)，包括壳体结构(3)，该壳体结构(3)限定了内部空间。所述壳体结构还包括：进口部分(4)，该进口部分(4)有进口，用于引导水流通向内部空间；以及反应室(6)，该反应室(6)与进口部分(4)流动连接，并优选地具有出口部分(5)。进口布置成使得通向内部空间的水流被引导离开反应室(6)，以便通过迫使水流在进入反应室(6)之前改变方向而使得水流混合。还公开了一种具有该反应器的水处理装置以及该反应器的使用。

摘要： 本发明能够抑制伴随着阳极层中的水分子保持量减少而导致的NOx净化性能的降低。一种电化学反应器(70)，具备质子传导性的固体电解质层(75)；阳极层(76)，其配置在固体电解质层(75)的表面上，并且能够保持水分子；阴极层(77)，其配置在固体电解质层(75)的表面上；以及电流控制装置(73)，其控制在阳极层(76)和阴极层(77)之间流通的电流。在阳极层(76)所保持的水分子变少时，电流控制装置(73)减小在阳极层(76)和阴极层(77)之间流通的电流。

摘要： 固体膜包括传导电子材料和传导氧离子材料的多相混合物和/或钙钛矿结构的混合金属氧化物。用于从含氧气体向耗氧气体转移氧的电化学反应器元件。反应器电池包括由元件分开的第一和第二区域，此元件有将氧还原为氧离子的第一表面，将氧离子与耗氧气体反应的第二表面，两表面之间传导电子通路和两表面之间传导氧离子通路。该元件还可包括：多孔基层；导电金属、金属氧化物或其混合物；和/或催化剂。反应器电池还可在元件的进口端到出口端通道的区域内有一种催化剂。

摘要： 本发明涉及电化学反应器分离器的制造方法和电化学反应器分离器。该制造方法包括：提供分离器板(14)，所述分离器板包括分配面(16)，所述分配面被配置为沿着抵靠所述分离器板(14)施用的膜/电极组件的面引导流体；以及将密封膜(24)施用到所述分离器板(14)的所述分配面(16)以在所述分离器板(14)与所述膜/电极组件(6)之间、和/或在所述分离器板(14)与另一个分离器(4)之间密封，所述另一个分离器(4)与所述分离器(4)一起将所述膜/电极组件夹在中间，所述密封膜(24)在面对所述分离器板(14)的第一面(24A)上是粘性的以粘附到所述分离器板(14)、并且在与所述分离器板(14)相反的第二面(24B)上是非粘性的。

摘要： 一种用于化学反应器的反应室，包括反应室的护壳（100）、反应室的地板（200）、和位于反应室内的搅动器轴（400），地板具有位于地板内的开口（300），搅动器轴具有连接到其上的至少一个搅动器元件（500），其中在纵向方向看时，搅动器轴（400）具有始端（600）和末端（700）。在地板（200）的开口（300）中设有可移除的套筒（800），套筒伸出反应室。套筒（800）布置成与搅动器轴（400）的旋转轴线对准。套筒（800）的内部直径大于搅动器轴（400）的直径，并且搅动器轴（400）在其始端（600）和/或末端（700）处适合于可逆地吸收由另一轴提供的扭矩和/或传输扭矩给另一轴。使用这种反应室，可以构件具有降低回混的模块化化学反应器。

摘要： 化学反应器(例如重整器反应器)系统包括用于管理去往其的气态反应介质流的歧管(126)。歧管(126)包括歧管壳(128)，所述歧管壳(128)限定歧管室(129)并且具有选自如下的至少一个另外的部件：气体分布器(127)；加热器；具有在其内或与其邻近的密封的空穴。

摘要： 一种用于电化学处理水的电化学反应器(1)，包括壳体结构(3)，该壳体结构(3)限定了内部空间。所述壳体结构还包括：进口部分(4)，该进口部分(4)有进口，用于引导水流通向内部空间；以及反应室(6)，该反应室(6)与进口部分(4)流动连接，并优选地具有出口部分(5)。进口布置成使得通向内部空间的水流被引导离开反应室(6)，以便通过迫使水流在进入反应室(6)之前改变方向而使得水流混合。还公开了一种具有该反应器的水处理装置以及该反应器的使用。

摘要： 本发明能够抑制伴随着阳极层中的水分子保持量减少而导致的NOx净化性能的降低。一种电化学反应器(70)，具备质子传导性的固体电解质层(75)；阳极层(76)，其配置在固体电解质层(75)的表面上，并且能够保持水分子；阴极层(77)，其配置在固体电解质层(75)的表面上；以及电流控制装置(73)，其控制在阳极层(76)和阴极层(77)之间流通的电流。在阳极层(76)所保持的水分子变少时，电流控制装置(73)减小在阳极层(76)和阴极层(77)之间流通的电流。

摘要： 本发明公开了一种电化学反应器及用电化学反应器处理污水的方法，包括槽体，槽体两端各设有一块连接电源的极板，所述的两块极板水平放置在槽体的上下两端；两块极板间还平行排列有若干块绝缘隔板，每块绝缘隔板上均开设有若干通孔；每块绝缘隔板上还放置由若干导体材料制成的颗粒，其粒径大于所述通孔的直径。本发明在通电状态下，令待处理污水自下而上，经各绝缘隔板的通孔流过电化学反应器，从而进行电化学反应处理。与现有技术相比，本发明更有利于各种电化学反应的进行；而且在使用一段时间后，仅需补充导体颗粒即可，就能保证“极板”间距基本维持在恒定的状态，使处理效果稳定且运行费用较低，维护工作也更加简单。