连续流搅拌强化管式反应器的换热性能实验与数值模拟

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作者 沈洋 陈冰冰 陈律名 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第4期599-610,共12页

连续流反应器因其高效、灵活的操作特性在硝化反应中应用广泛,其传热性能的研究对于优化反应过程、提高生产效率及安全性至关重要。为了研究夹套冷却的连续搅拌管式反应器的传热特性,使用了壁面法测定反应器的对流传热系数,并利用数值... 连续流反应器因其高效、灵活的操作特性在硝化反应中应用广泛,其传热性能的研究对于优化反应过程、提高生产效率及安全性至关重要。为了研究夹套冷却的连续搅拌管式反应器的传热特性,使用了壁面法测定反应器的对流传热系数,并利用数值模拟方法结合相关计算流体动力学(CFD)软件对该反应器的湍流特性与传热之间的关系进行了详细研究。此外,还将其与传统的Wilson图解法进行了对比分析。结果表明,壁面法能较好地测量反应器及夹套对流传热系数,且使用的CFD模型也能有效模拟反应器动态稳定时的传热过程,模拟与实验监测点的最大温度误差为3.71%。壁面法测得的管式反应器内侧对流换热系数与CFD模拟结果的对流换热系数误差为4.53%,证明了壁面法的准确性。而Wilson图解法测得的夹套对流传热系数与模拟结果的误差为32.07%。研究结论为管式反应器在连续流稳态工况下的换热性能优化设计提供参考。 展开更多

关键词 连续流 管式反应器 搅拌 换热系数 数值模拟

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在HZSM-5分子筛上甲醇脱水反应动力学研究——在活塞流反应器及连续搅拌槽式反应器中稳态反应的分析 被引量：2

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作者 臧雅茹 陶克毅 +2 位作者 高峰 郭延谋 李赫咺 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1993年第2期252-256,共5页

以连续流动稳态法研究了甲醇在HZSM-5分子筛上生成二甲醚的反应动力学。使用活塞流反应器及连续搅拌槽式反应器,在150～190℃内分别得到相应的动力学数据。依据分子态吸附的甲醇在表面反应的可逆性及二甲醚吸附能力极弱的特性建立了反... 以连续流动稳态法研究了甲醇在HZSM-5分子筛上生成二甲醚的反应动力学。使用活塞流反应器及连续搅拌槽式反应器,在150～190℃内分别得到相应的动力学数据。依据分子态吸附的甲醇在表面反应的可逆性及二甲醚吸附能力极弱的特性建立了反应机理模型,认为吸附态的与气相中的甲醇进行分子间反应生成二甲醚是速控步骤的Rideal-Eley机理。 展开更多

关键词 动力学 甲醇 活塞流反应器 连续搅拌槽式反应器 脱水 HZSM-5分子筛 二甲醚

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L-半胱氨酸对连续流发酵生物制氢的促进作用 被引量：4

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作者 曲媛媛 任南琪 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1559-1563,共5页

为了研究L-半胱氨酸对连续流厌氧发酵生物制氢系统的影响,通过运行两组平行的连续流搅拌槽式反应器(CSTR),一组随进水连续添加0.1 g/L的L-半胱氨酸,另一组不添加,对比考察两组系统的氧化还原电位、生物量、产酸发酵情况以及产氢能力.结... 为了研究L-半胱氨酸对连续流厌氧发酵生物制氢系统的影响,通过运行两组平行的连续流搅拌槽式反应器(CSTR),一组随进水连续添加0.1 g/L的L-半胱氨酸,另一组不添加,对比考察两组系统的氧化还原电位、生物量、产酸发酵情况以及产氢能力.结果发现添加L-半胱氨酸反应器的氧化还原电位降至-400 mV以下仅需1 d,形成稳定的乙醇型发酵仅需25 d;而未添加L-半胱氨酸的反应器则分别需要10 d和35 d.达到稳定运行状态时,添加L-半胱氨酸反应器的产氢速率为3.06 L/d,高于未添加L-半胱氨酸的2.99 L/d.研究表明L-半胱氨酸能够促进形成适宜乙醇型产氢发酵的低氧化还原电位环境,从而加快连续流产氢系统的启动进程,并提高系统的产氢能力. 展开更多

关键词 L-半胱氨酸 生物制氢 连续流发酵制氢 厌氧 连续流搅拌槽式反应器

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卧式CSTR生物制氢反应器设计与流场数值模拟 被引量：2

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作者 李峰哲 丁杰 +2 位作者 郭婉茜 金正首 任南琪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期305-310,共6页

为在一定程度上弥补连续流搅拌槽式反应器(CSTR)生物制氢反应器的缺陷,及指导生物制氢反应器的放大设计,该文研究设计卧式CSTR制氢反应器。采用多重参考系法(MRF)和标准k-ε湍流模型模拟在50 r/min的较低转速下具有相同桨径、不同叶宽... 为在一定程度上弥补连续流搅拌槽式反应器(CSTR)生物制氢反应器的缺陷,及指导生物制氢反应器的放大设计,该文研究设计卧式CSTR制氢反应器。采用多重参考系法(MRF)和标准k-ε湍流模型模拟在50 r/min的较低转速下具有相同桨径、不同叶宽结构的5种搅拌桨(搅拌桨的叶宽W分别为30、40、50、60、70 mm)的搅拌特性。结果表明叶宽为60 mm的搅拌桨能产生合理的径向、轴向速度分布使活性污泥与底物充分接触,适合生物制氢反应器的工艺需要。通过计算得到不同叶宽结构下的搅拌功率与扭矩,对进一步研究生物制氢反应器的工业化应用和运行控制提供参考价值。 展开更多

关键词 生物制氢 卧式连续流搅拌槽式反应器 计算流体力学 流场数值模拟 生物制氢反应器

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中度嗜热混合菌在搅拌槽中浸出黄铜矿及其群落动态 被引量：6

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作者 周洪波 谢英剑 +3 位作者 张汝兵 曾伟民 罗海浪 王玉光 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期15-20,共6页

为了优化浸出工艺,研究浸矿体系中主要微生物种群的结构和动态变化,在槽式搅拌反应器中于45℃用中度嗜热混合菌(Acidithiobacillus caldus,Leptospirillum ferriphilum,Sulfobacillus acidophilus,Sulfobacillus thermosulfidooxidans等... 为了优化浸出工艺,研究浸矿体系中主要微生物种群的结构和动态变化,在槽式搅拌反应器中于45℃用中度嗜热混合菌(Acidithiobacillus caldus,Leptospirillum ferriphilum,Sulfobacillus acidophilus,Sulfobacillus thermosulfidooxidans等)浸出黄铜矿精矿,考察浸出液的pH,电极电位Eh及金属离子浓度并应用PCR-RFLP(限制性酶切片段长度多态性)方法研究细菌群落变化,浸出时间为30d。研究结果表明:Cu的浸出率为26.2%,反应器内菌种多样性不丰富,只有At.caldus和L.ferriphilum2种;群落动态变化明显,在浸出开始阶段At.caldus是优势种群,其丰度为96%,随着浸出的进行,L.ferriphilum逐渐增多,在浸出后期代替At.caldus成为优势种群,其丰度为69%。 展开更多

关键词 黄铜矿精矿 槽式搅拌反应器 中度嗜热菌 PCR-RFLP 群落变化

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耦合自催化化学反应系统的反同步控制

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作者 张晓芳 李勇 毕勤胜 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2009年第4期424-427,共4页

基于Lyapunov稳定性理论和反同步思想,讨论了两个连续搅拌槽式反应器组成的化学反应体系的反同步控制问题.将整个反应系统中各成分的浓度设定为控制目标,通过选取适当的控制器和控制输入信号可以使其处于某种状态.该方法对系统无特殊要... 基于Lyapunov稳定性理论和反同步思想,讨论了两个连续搅拌槽式反应器组成的化学反应体系的反同步控制问题.将整个反应系统中各成分的浓度设定为控制目标,通过选取适当的控制器和控制输入信号可以使其处于某种状态.该方法对系统无特殊要求,并且无需构造Lyapunov函数.最后用数值模拟验证了方法的有效性,同时结果表明反应误差系统存在两种不同的时间尺度. 展开更多

关键词 反同步控制 化学反应 连续搅拌槽式反应器 反应误差 混沌

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pH对发酵系统的产甲烷活性抑制及产氢强化 被引量：9

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作者 李建政 苏晓煜 +2 位作者 昌盛 张立国 于泽 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期63-66,共4页

为抑制厌氧发酵系统的产甲烷活性,强化其发酵产氢性能,采用逐级降低pH的调控方法,探讨连续流搅拌槽式反应器(CSTR)从具有显著甲烷发酵特征的厌氧发酵系统向发酵产氢系统转变的运行特征.在进水COD 7 000 mg/L、水力停留时间(HRT)8 h条件... 为抑制厌氧发酵系统的产甲烷活性,强化其发酵产氢性能,采用逐级降低pH的调控方法,探讨连续流搅拌槽式反应器(CSTR)从具有显著甲烷发酵特征的厌氧发酵系统向发酵产氢系统转变的运行特征.在进水COD 7 000 mg/L、水力停留时间(HRT)8 h条件下,发酵体系在pH由6.5～7.2降低到6.0～6.5时,虽然发酵气中的甲烷体积分数逐渐减少乃至消失,但氢气体积分数一直在3%以下;当pH下降到4.0～5.0时,系统中的产酸发酵作用得到了进一步强化,挥发性发酵产物总量平均为2 052 mg/L,呈现为典型的乙醇型发酵,发酵气产量平均为26 L/d,其氢气体积分数稳定在45%左右,活性污泥的比产氢率达1.67 L/(g.d). 展开更多

关键词 有机废水 甲烷发酵 发酵产氢 pH调控 连续流搅拌槽式反应器

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CSTR和ACR丁酸型发酵制氢系统的运行特性比较 被引量：2

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作者 李建政 于泽 +1 位作者 昌盛 苏晓煜 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1551-1557,共7页

为寻求更好的连续流发酵生物制氢反应器模式,以稀释糖蜜为底物,控制反应系统为丁酸型发酵,比较研究了搅拌槽式反应器(CSTR)和厌氧接触式反应器(ACR)的启动运行特性。结果表明,以经曝气培养的下水道污泥为接种物,在接种量4.8g MLVSS.L-1... 为寻求更好的连续流发酵生物制氢反应器模式,以稀释糖蜜为底物,控制反应系统为丁酸型发酵,比较研究了搅拌槽式反应器(CSTR)和厌氧接触式反应器(ACR)的启动运行特性。结果表明,以经曝气培养的下水道污泥为接种物,在接种量4.8g MLVSS.L-1、进水COD 5000mg.L-1、HRT 12h、温度(35±1)℃和pH 5.5～6.0等相同条件下,CSTR系统可以更快地达到稳定的丁酸型发酵状态,而ACR系统因其有效的生物持有能力而在产氢性能方面更具优势。在稳定运行状态下,ACR系统的底物酸化率、产氢速率和污泥的比产氢速率分别为44%、9L.d-1和0.15L.(g MLVSS.d)-1,分别是CSTR系统的1.62、2.05和1.15倍。 展开更多

关键词 发酵制氢 连续流搅拌槽式反应器(CSTR) 厌氧接触反应器(ACR) 运行特性 产氢效能

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ABR发酵系统运行特性及产氢效能研究 被引量：6

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作者 郑国臣 李建政 +5 位作者 昌盛 张照韩 官涤 金羽 郭静波 卢海凤 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期75-81,共7页

为解决连续流搅拌槽式反应器(CSTR)发酵制氢系统存在的不足,如单位基质氢气转化率低、因搅拌带来的耗能,抗负荷冲击能力不强等问题,开展了厌氧折流板反应器(ABR)发酵产氢的研究.结果表明,在35℃和进水COD 5000mg/L等条件下,ABR系统可在... 为解决连续流搅拌槽式反应器(CSTR)发酵制氢系统存在的不足,如单位基质氢气转化率低、因搅拌带来的耗能,抗负荷冲击能力不强等问题,开展了厌氧折流板反应器(ABR)发酵产氢的研究.结果表明,在35℃和进水COD 5000mg/L等条件下,ABR系统可在26d达到乙醇型发酵,其比产氢速率为0.13L/(gMLVSS.d),而在同样条件下,CSTR达到乙醇型发酵后,比产氢速率仅为0.06L/(gMLVSS.d).ABR通过生物相的分离,使产氢系统梯级利用有机物并达到深度产氢的目的.与CSTR相比,ABR具有较高的产氢活性、较低能源消耗等优点,是一种较为理想的有机废水发酵制氢反应设备. 展开更多

关键词 有机废水 厌氧发酵 生物制氢 连续流搅拌槽式反应器(CSTR) 厌氧折流板反应器(ABR)

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2-CSTRs两相厌氧消化系统在不同乙醇回收率下的联合产能 被引量：2

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作者 万松 李永峰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2027-2032,共6页

以2-CSTRs（连续流搅拌釜式反应器）两相厌氧消化系统的能量转化率为主要研究对象,以氢气、乙醇及甲烷为目标产物,在不同有机负荷下,通过控制反应参数使产氢相反应器内部环境呈现乙醇型发酵状态,并将产氢相出水经回收乙醇后作为产甲烷... 以2-CSTRs（连续流搅拌釜式反应器）两相厌氧消化系统的能量转化率为主要研究对象,以氢气、乙醇及甲烷为目标产物,在不同有机负荷下,通过控制反应参数使产氢相反应器内部环境呈现乙醇型发酵状态,并将产氢相出水经回收乙醇后作为产甲烷相反应基质,研究在不同乙醇回收率下2-CSTRs两相厌氧消化系统产能效率.结果表明：当乙醇回收率在0~50%范围内时,系统产能率、能量转化率及基质降解率随乙醇回收率的增加而增加.当乙醇回收率控制在50%时系统可获得最佳运行结果,与未回收乙醇时相比,系统的日产能率平均高约32.63%,能量转化率平均高约17.53%,基质降解率平均高约12.85%. 展开更多

关键词 连续流搅拌釜式反应器(CSTR) 两相厌氧消化系统 基质降解率 能量转化率

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本体聚合ABS树脂技术进展 被引量：10

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作者 许长军 《合成树脂及塑料》 EI CAS 北大核心 2006年第1期74-77,共4页

综述了国内外主要本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂生产工艺,分析了各工艺的技术特点及其成熟度,总结了本体聚合工艺中的关键技术(如ABS树脂性能的影响因素和橡胶粒径的控制方法等)。本体法是最佳的ABS树脂生产工艺,正成为研究重... 综述了国内外主要本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂生产工艺,分析了各工艺的技术特点及其成熟度,总结了本体聚合工艺中的关键技术(如ABS树脂性能的影响因素和橡胶粒径的控制方法等)。本体法是最佳的ABS树脂生产工艺,正成为研究重点。本体聚合ABS树脂工艺的研究方向:调整工艺配方、加入第三单体改性、将本体ABS树脂与乳液接枝-掺混法获得的ABS树脂共混制备高性能的ABS树脂新产品。 展开更多

关键词 本体聚合 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂 活塞流反应器 连续搅拌槽式反应器 橡胶粒子

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硫酸盐废水处理中微生物代谢类型的调控方法

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《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期87-87,共1页

该专利涉及高浓度工业废水生物处理领域。操作步骤：向连续流完全混合搅拌槽式产酸脱硫反应器中投加轻质填料以增加生物量；驯化活性污泥，驯化期25～30d；快速启动产酸脱硫反应器，启动期约20d；定量化调控微生物的限制性生态因子；控... 该专利涉及高浓度工业废水生物处理领域。操作步骤：向连续流完全混合搅拌槽式产酸脱硫反应器中投加轻质填料以增加生物量；驯化活性污泥，驯化期25～30d；快速启动产酸脱硫反应器，启动期约20d；定量化调控微生物的限制性生态因子；控制产酸细菌的代谢途径为乙醇型发酵；控制微生物群落的代谢类型为乙酸型代谢方式； 展开更多

关键词 代谢类型 调控方法 废水处理 产酸脱硫反应器 硫酸盐 废水生物处理 驯化活性污泥 乙醇型发酵 微生物群落 轻质填料 混合搅拌 操作步骤 快速启动 生态因子 代谢途径 生物量 连续流 启动期 限制性 定量化 控制

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