柱式萃取设备内液-液两相流体动力学及其稳定性的研究

本文以往复振动筛板萃取柱为对象，从理论和实验两个方面研究了萃取柱内液-液两相逆流流动的流体动力学。本文将分散体系中液滴群的运动视为单液滴在由连续相介质和周围其它液滴所组成的“新”流体-拟流体中的运动，通过引入拟流体的虚拟密度考虑了液滴间连续相流体的速度分布对液滴所受曳力的影响，对液滴在分散体系中受到的浮力采用拟流体的平均密度进行了修正，根据前人关于两相悬浮体的表现粘度的研究结果定义了拟流体的表现粘度，提出了描述分散体系中液滴群运动的拟流体模型。以轴向扩散模型为基础，综合考虑了两相的相对运动、反混以及液滴的分散现象的作用，建立了往复振动筛板萃取柱内分散相液滴的群体平衡方程。该模型区别了液滴的前混、湍流扩散及液滴的破碎和凝聚对分散相轴和混合的影响，反映了柱内两相流动的非均匀性。本文偿试运用了不可逆过程热力学，从系统的稳定性分析着手，根据最小熵增率原理提出了往复振动筛板萃取柱内液-液两相逆流流动的稳定性条件，对质量不守恒的原因进行了初步的探讨

磷矿石熔态还原动力学及其反射炉过程的数学模型

本研究提出了反射炉溶态还原磷盐矿石制取P_2O_5的新工艺。在实验室条件下研究了焦炭与煤还原磷矿石的动力学，考察了碱度及温度还原反应速度及还原度的影响，结果表明还原速度及还原度随碱度与温度的增高而增大，根据X射线衍射分析及显微镜物相分析的结果，提出了熔体中炭热还原磷矿石的可能机理。在实验室动力学实验及对过程进行初步设计的基础上，对炉内气体、炉料及上下炉壁的轴向温度分布，P_2O_5在气体及炉料中的浓度，炉料的轴向能耗分布和烟气的热量分布进行了计算，探讨了强化反射炉内的传热、提高出口气体中P_2O_5的含量途径，从而论证了反射炉熔态还原磷炉石制取五氧化二磷的可行性

滴流床反应器的研究——Ⅰ.确定滴流区与脉动区边界的方法

不同于通常采用的划分滴流床中流区分界点的方法,本文通过分析压降信号的概率密度函数、压降波动标准偏差以及根据液固传质系数的突变,确定滴流床中滴流区向脉动区的转变点。实验结果证明,这两种方法都能够准确、可靠地用来判断滴流床中流动形态的变化

滴流床反应器的研究──Ⅱ．采用电化学技术测定液固传质系数

本文针对球形和三叶形填料，采用电化学技术测定滴流床液固传质系数。试验结果表明，低液速下，传质系数与气速无关；从滴流区到脉动区的过渡，气速对传质的影响为最大；在脉动区，传质系数随着气速、液速的提高而提高。填料特性对液固传质也有较大的影响。本文还根据试验结果，提出了计算球形和三叶形填料液回传质系数的数学关联式

均相非理想流动反应器闭式出口边界条件的不可逆过程热力学分析

本文运用不可逆过程热力学的基本原理,探讨了轴向扩散模型的闭式出口边界条件的形式,建立了反应流动系统的稳定性判据,计算分析了处于线性非平衡区的稳态等温一级可逆反应系统的出口边界条件.结果表明,对于管式非理想流动反应器内一级可逆反应流动体系,出口浓度梯度为零的边界条件似不足以维持系统的稳定性

反射炉熔态还原磷矿石的热过程

根据传热传质的原理,建立了反射炉内热传递过程与还原过程的数学模型,对反射炉内炉壁、炉料及炉气的温度分布,烟气传热量的分布和炉内能耗分布进行了数学模拟,并由计算结果对强化反射炉内传热的途径进行了探讨

压降法测量往复振动筛板萃取柱内分散相的滞存率

本文从理论上建立了往复振动筛板萃取柱内分散相总体平均滞存率与压降的关系，测量了各种操作条件下柱内分散相的总体平均滞存率，为开展往复振动筛板萃取柱内两相流动与传质行为的研究提供了基础

往复振动筛板萃取柱内单相流和液-液两相流的压降

从流体动力学基本的原理出发,建立了往复振动筛板萃取柱内单相流和液-液两相流的压降方程。采用文献报道的脉冲筛板萃取柱内单相流动的实验数据和本研究在内径为91mm 的往复振动筛板萃取柱获得的液-液两相流动的实验数据.对所建立的压降方程进行了验证,理论计算结果与实验结果吻合良好

液－液接触萃取设备内分散相滞存率的阻抗法测量

尝试将阻抗法用于液－液萃取设备内分散相滞存率的测量，开发了相应的测试系统，测量了间歇搅拌槽内分散体系中分散相的滞存率和往复振动筛板萃取柱内分散相滞存率的轴向分布。结果表明，液－液分散体系中的分散相滞存率可以由阻抗法进行较为准确的测定，分散相的滞存率与两相混合物的电导之间的关系服从Ｍａｘｗｅｌｌ关系，从而为液一液两相流动过程中分散相滞存率的测量提供了一种新的方法

磷矿石熔态还原动力学及反应机理的研究

在实验室条件下研究了在熔体中用焦炭与煤还原磷矿石的动力学及反应机理,考察了温度及熔体的碱度对还原反应速度及还原度的影响,结果表明还原反应速度及还原度随碱度与温度的增高而增大,在自然碱度下其还原情况最好,熔体中焦炭和煤与磷酸盐矿石的作用近似地服从二级反应的规律。根据熔渣 X 射线衍线分析及显微镜物相分析的结果,提出了熔体中炭热还原磷酸盐矿石的机理,为现有工艺的改进和熔态还原新工艺的开发提供了理论依据,对于改变我国黄磷生产的能源结构具有一定的意义