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Numerical Simulation of Asynchronous Simulated Moving Bed Chromatography

Chinese Journal of Chemical Engineering 2004年第3期12卷 415-420页

作者：卢建刚 National Laboratory of Industrial Control Technology Institute of Industrial Process Control Zhejiang University Hangzhou 310027 Chinasynchronous simulated moving bed chromatography (ASMBC) known also as the "VARICOL" process is more efficient and flexible than the well-known and traditional simulated moving bed chromatography (SMBC). A detailed model of ASMBC taking account of non-linear competitive isotherms mass transfer parameters and complex port switching schedule parameters was developed to simulate the complex dynamics of ASMBC. The simulated performance is in close agreement with the experimental data of chiral separation reported in the literature. The simulation results show that ASMBC can achieve the performance similar to SMBC with fewer columns and can achieve better performance than SMBC with the same total column number. All design and operation parameters can be chosen correctly by numerical simulation. This detailed ASMBC model and the numerical technique are useful for design operation optimization and scale-up of ASMBC.

Asynchronous simulated moving bed chromatography (ASMBC), known also as the 'VARICOL' process, is more efficient and flexible than the well-known and traditional simulated moving bed chromatography (SMBC). A detailed model of ASMBC, taking account of non-linear competitive isotherms, mass transfer parameters, and complex port switching schedule parameters, was developed to simulate the complex dynamics of ASMBC.The simulated performance is in close agreement with the experimental data of chiral separation reported in the literature. The simulation results show that ASMBC can achieve the performance similar to SMBC with fewer columns and can achieve better performance than SMBC with the same total column number. All design and operation parameters can be chosen correctly by numerical simulation. This detailed ASMBC model and the numerical technique are useful for design, operation, optimization and scale-up of ASMBC.

关键词：数字模拟技术移动床套色版 ASMBC hetp

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PERFORMANCE OF MELLAPAK 350Y CORRUGATED SHEET STRUCTURED PACKING AT ELEVATED PRESSURE

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化工学报 2004年第2期55卷 335-336页

作者：陈江波唐忠利王广全刘春江袁希钢 K.T.Yu 余国琮 State Key Laboratory of Chemical Engineering Tianjin University Tianjin 300072 China

INTRODUCTION　　Since the 1970 s, corrugated metal sheet structured packing has been widely used in chemical and petrochemical industry[1] for their high throughput, low pressure drop, lower liquid holdup, good separa... 详细信息

关键词：高压压力差 hetp Mellapak 350Y型波纹规整填料分离性能分离塔传质过程

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鱼腥藻PCC7120中激活patA在营养细胞表达的HetR结合位点参与控制异形胞正常图式的形成（英文）

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Science Bulletin 2015年第2期60卷 192-201,I0001页

作者：侯圣伟周芳彭珊高宏徐旭东 The State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology Institute of Hydrobiology Chinese Academy of Sciences

鱼腥藻PCC 7120是研究细胞分化和图式形成的最简单的模式生物,因为其仅由一列原核细胞组成,在缺氮诱导条件下分化出异形胞,大致形成每间隔10个左右营养细胞(光合)出现一个异形胞(固氮)的图式.在异形胞分化机理的研究中,主调控因子如何... 详细信息

鱼腥藻PCC 7120是研究细胞分化和图式形成的最简单的模式生物,因为其仅由一列原核细胞组成,在缺氮诱导条件下分化出异形胞,大致形成每间隔10个左右营养细胞(光合)出现一个异形胞(固氮)的图式.在异形胞分化机理的研究中,主调控因子如何控制异形胞形成基因和图式形成基因是关键所在.本研究的目的即是分析主调控因子Het R对一个图式形成基因pat A的调控机理以及对其他基因的调控模式.通过体外实验证明,Het R确实能够结合我们以前预测的pat A上游的识别位点;将该位点缺失掉导致pat A不能在营养细胞表达,而其在异形胞的表达则依赖于另一调控因子.pat A突变株只能在长藻丝两端形成异形胞,通过导入带有上游序列的完整的pat A进行互补可恢复有规律间隔形成异形胞的表型,但缺失Het R识别位点则不能互补.通常认为主调控因子在异形胞或原异形胞中上调表达,受其调控的基因也在这些分化细胞上调表达并参与异形胞形成过程.本研究则发现,Het R通过激活pat A在营养细胞的表达影响正常图式的形成.此外,本研究证明,Het R还可以抑制某些基因在异形胞或全藻丝的表达,共有4种不同调控模式.

关键词： PATA 结合位点营养细胞鱼腥藻异形图案激活 hetp

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An Approach to the Estimation of the Packing Efficiency by Considering Gas and Liquid Axial Mixings

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Transactions of Tianjin University 2004年第3期10卷 171-175页

作者：唐忠利刘春江袁希钢余国琮 State Key Laboratory for Chemical Engineering School of Chemical Engineering and Technology Tianjin University Tianjin 300072 China

To evaluate the influence of gas and liquid axial mixings on the separation efficiency of packed column, an approximate mathematical solution of hetp (equivalent height to a theoretical plate) under continuous operation has been proposed based on the mixing pool model. The mass transfer and hydrodynamic data of structured packing, Mellapak 350Y, obtained in a high pressure tower have been used to test the validity of the proposed model. Compared with the SRP model and the Gualito model, it is found that for high pressure distillation process the present mathematical prediction shows a mean relative error of about 10% to the experimental data,the accuracy of which is the same as that by the Gualito model but better than that by the SRP model.

关键词：轴向混合 hetp 解析解填料效率固体液体

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泡沫波纹规整填料结构特性对其性能的影响

泡沫波纹规整填料结构特性对其性能的影响

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作者：石强天津大学

学位级别：硕士

蒸馏过程的节能与强化一直是化工领域研究学者的关注热点,新型气液传质元件的开发又是重中之重。规整填料几何结构规则,气液通道均匀,呈现出高通量、低压降、高效率的优良性能,是在蒸馏过程中应用最为广泛的传质元件。泡沫碳和泡沫碳化... 详细信息

蒸馏过程的节能与强化一直是化工领域研究学者的关注热点,新型气液传质元件的开发又是重中之重。规整填料几何结构规则,气液通道均匀,呈现出高通量、低压降、高效率的优良性能,是在蒸馏过程中应用最为广泛的传质元件。泡沫碳和泡沫碳化硅材料具有比表面积大、孔隙率高、孔径可控易加工、耐腐蚀等优点,引起了蒸馏领域内学者的关注和应用探究,具有良好的发展前景。本课题组将上述两种材料应用于蒸馏传质元件的制作,开发了多种新型泡沫波纹规整填料。为了探究泡沫波纹规整填料结构特性对其性能的影响,本文选定了3种泡沫碳化硅规整填料SFP-500Y-D5、SFP-500Y-D3和SFP-500X-D3,以及2种泡沫碳波纹规整填料CFP-500X和CFP-500W。重点研究了孔径和波纹倾角两个因素对填料性能的影响。常压下在直径为600mm的有机玻璃塔中,使用空气-水,测定了3种泡沫碳化硅填料的流体力学性能。在直径为310mm的不锈钢精馏塔中,使用环己烷-正庚烷二元混合物为测试体系,常压下进行全回流实验,测定了所有5种泡沫规整填料的传质性能。结果表明,与孔径为5mm的SFP-500Y-D5填料相比,有着更小孔径(3mm)的SFP-500Y-D3填料表现出了更大的干、湿填料压降,泛点气速降低了约9%,传质效率提高了约12.6%。与波纹倾角为15°的CFP-500W填料相比,有着30°波纹倾角的CFP-500X填料表现了更大的湿填料压降,当F因子处于0.34.48(m/s)·(kg/m)范围内,传质效率提高了约36.8%。在泡沫规整填料与传统金属填料传质性能的对比中,前者展现了更高的分离效率。不同液体分布的研究表明,抗雾沫夹带能力强,液体分布平缓稳定的槽盘分布器更有利于泡沫填料性能的发挥。本文采用荧光紫外显像技术和影像数据化处理等方法,进一步研究了泡沫波纹填料片的结构参数及制备材料对填料片上液体流动扩散性能的影响。结果表明,相同波纹倾角和压缩比情况下,孔径越小,填料片的扩散性能越强,但液体处理能力的下降。流量与填料片内液体垂直扩散速度和横向扩散距离呈正相关,对大多数情况下液体扩散角度和扩散面积等没有明显影响。波纹倾角越大则液体扩散角度越小,进而导致垂直扩散速度的减小,横向扩散距离和扩散面积的增大。在相同条件下,液体在泡沫碳化硅填料片上的扩散性能要优于泡沫碳填料片,有着更好的径向分布作用和更大的传质面积,从传质面积角度解释了传质实验中泡沫碳化硅波纹规整填料的传质性能优于后者的原因。总体来说,泡沫波纹片有着出色的液体扩散性能,较少出现沟流现象,液膜扩散明显,有良好的液体分布能力,可以提供较大的气液接触面积。

关键词：泡沫碳化硅泡沫碳规整填料 hetp 波纹倾角液体流动扩散

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环型散堆泡沫碳填料传质性能与微观流动行为

环型散堆泡沫碳填料传质性能与微观流动行为

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作者：杨昕未天津大学

学位级别：硕士

泡沫碳材料具有密度低,强度高,空隙率高、比表面积大、耐腐蚀等优点,在医学、建筑和催化剂载体等领域均具有良好的应用前景。在精馏领域,本课题组将泡沫材料与填料相结合,研发了一系列的高效传质元件。本文将泡沫碳材料引入散堆填料领域... 详细信息

泡沫碳材料具有密度低,强度高,空隙率高、比表面积大、耐腐蚀等优点,在医学、建筑和催化剂载体等领域均具有良好的应用前景。在精馏领域,本课题组将泡沫材料与填料相结合,研发了一系列的高效传质元件。本文将泡沫碳材料引入散堆填料领域,制作开发了一批环型散堆泡沫碳填料(RRFP-C),并且对其传质性能、润湿面积以及液体润湿过程进行系统地探究。传质效率实验在直径为300mm的不锈钢精馏塔内进行。实验对陶瓷拉西环、金属拉西环和环型散堆泡沫碳填料进行研究,选择环己烷-正庚烷标准物系对其进行常压全回流传质性能测试实验。结果表明,在传质性能方面,环型散堆泡沫碳填料整体要优于传统环型填料,且具有更宽的操作范围,比传统拉西环的液泛点高20%左右。环型散堆泡沫碳填料在较高的回流量下的等板高度可以达到0.24m。在压降方面,环型散堆泡沫碳填料的操作压降略低于传统环型填料,并且随着流量的增加,表现出更低的操作压降。在微观流动行为的研究方面,采用荧光剂示踪技术进行标记,对陶瓷拉西环、金属拉西环和环型散堆泡沫碳填料进行润湿过程和润湿面积实验。润湿过程实验结果表明,液体在未润湿环型散堆泡沫碳填料表面的扩散过程分为三个阶段:竖直流动阶段、横向流动阶段和稳定阶段。液体在润湿环型散堆泡沫碳填料表面的扩散过程分为2个阶段:扩散阶段和稳定阶段。其中扩散阶段存在液体在填料内部进行向四周铺展的过程,达到稳定时间较快,润湿面积较大。润湿面积的实验表明,环型散堆泡沫碳填料环型散堆泡沫碳填料的整体润湿面积保持80%以上,远远高于其他两种传统填料的10-60%。环型散堆泡沫碳填料具有独特的流动形态和扩散方式:环型散堆泡沫碳填料在0-90°的放置角度下均表现出较好的润湿面积和更均匀的液体分布;环型散堆泡沫碳填料表面的润湿面积受流量变化程度的影响在10%以内,并且在较大范围的液体流量下均有较好的分布性能;环型散堆泡沫碳填料在顶部进料时的润湿情况最好,并且润湿面积比例受进料点位置的影响较小,并且整体保持80%以上的润湿面积。通过对环型散堆泡沫碳填料传质性能和微观流动行为的研究,结果表明:环型散堆泡沫碳填料具有较高的传质效率和较宽的操作范围,流体在填料表面具有较好的润湿面积和较均一的分布性能,具有广阔的应用前景。

关键词：泡沫碳拉西环散堆填料 hetp 润湿过程润湿面积

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不良分布对填料塔效率影响的计算模型

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石油化工设计 1995年第3期12卷 56-61页

作者：王友安

不良分布经常导致填料塔分离性能下降甚至丧失。通过系统的实验、研究,F.R.I提供了一种精心设计的分布器,用于大尺寸的塔时,其效率可与以前实验室规模塔的效率相匹配。对最初分布器的微小改进,可显著地改善塔的整体性能。

关键词：不良分布填料塔分离系数效率影响规整填料分布器 hetp 扩散模型物料平衡石油化工

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不锈钢三角螺旋高效填料在水-氢交换工艺中的性能研究

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当代化工 2017年第9期46卷 1817-1820,1824页

作者：尹玉国阮皓吴栋张丽黄登高窦勤成中国原子能科学研究院北京102413

对液相水-氢交换工艺中的小型高效三角螺旋填料进行脱脂除油、亲水等进行了表面处理;通过总有机碳方法 TOC分析,处理工艺对填料的脱油效果明显,扫描电子显微镜SEM分析表明该处理工艺明显改善了填料比表面积。在典型的水-氢交换工艺条件... 详细信息

对液相水-氢交换工艺中的小型高效三角螺旋填料进行脱脂除油、亲水等进行了表面处理;通过总有机碳方法 TOC分析,处理工艺对填料的脱油效果明显,扫描电子显微镜SEM分析表明该处理工艺明显改善了填料比表面积。在典型的水-氢交换工艺条件下,处理过后的小型高效填料与Pt-SDB催化剂分层填装,该处理方式显著提高了水-氢交换性能,等板高度hetp降低至13.46 cm;进一步实验测定水-氢交换柱流体力学性能:床层持液量为0.03 m3/m3、床层压降为20 Pa/m,与理论计算一致。

关键词：水-氢交换三角螺旋填料脱脂除油 hetp

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