《液固旋流分離新技術》是2019年9月化學工業出版社出版的圖書，作者是汪華林等人，出版社是中國化工學會。
基本介紹
編輯推薦,內容簡介,作者簡介,目錄,
編輯推薦
“水中微量污染物分離”被《Nature》雜誌評論為“將改變世界的七種分離技術” 之一。旋流分離器是具有一百多年傳統的通用環保離心分離設備，具有結構簡單、分離效率高、處理能力大、運行和維護成本低等技術優勢，在石油、化工、輕工、環保、食品、醫藥、機械、冶金、採礦、建材等眾多領域中獲得了廣泛的套用，尤其是在高溫、高壓、高濃度、高黏度、強腐蝕、劇毒、深冷、易燃、易爆等惡劣環境中發揮著其他分離技術無法替代的作用。但因受湍流擴散的制約，常規的旋流分離精度往往只能達到微米級，難以去除納米顆粒、離子、分子態污染物。華東理工大學汪華林教授在百年來國內外學者認識到的旋流器內流場流動與顆粒運動形式基礎上，發現了旋流場中顆粒物高速自轉、自轉和公轉耦合振盪、排序等現象，並利用這些新現象開發了相應的旋流分離過程強化方法、工藝流程和工程裝置，將旋流器分離精度從微米提高到納米、離子、分子尺度。
內容簡介
《液固旋流分離新技術》是《化工過程強化關鍵技術叢書》的一個分冊。本書以三維旋轉湍流場動力學、顆粒材料運動學和污染物傳遞分離的關聯理論為基礎，系統介紹了液固旋流分離新技術原理及工程套用，發展了液固旋流分離過程的檢測新方法，建立了液固微旋流器並聯放大工程設計模型，開發了顆粒自轉、排序、過濾的強化液固旋流分離新技術，構建了以液固旋流分離為核心的甲醇制烯烴反應廢水處理、沸騰床加氫液固線上分離、沸騰床外排催化劑資源化和廢水深度處理的工藝流程和工程裝置。
《液固旋流分離新技術》是多項國家和省部級成果的系統總結，提供了大量基礎研究和工程套用數據，可供化工、材料、環境、製藥、食品等領域科研人員、工程技術人員、生產管理人員以及高等院校化工、環境、給排水及相關專業研究生、本科生學習參考。
作者簡介
汪華林，華東理工大學教授，曾獲上海科技精英、國家傑出青年基金獲得者、何梁何利基金科學與技術創新獎、教育部長江學者特聘教授。獲四川大學學士、碩士學位，1995年獲華東理工大學博士學位，留校工作至今，曾到英國諾丁漢大學、美國加州大學伯克利分校做學術訪問。20多年來，致力於物理法環境污染物減排與資源化科學技術研究，專注於液-液、液-固、氣-液旋流分離理論和技術及高濃度難降解污染物源頭控制及回收利用工藝，發現了旋流器中三維旋轉湍流場中顆粒可高速自轉、自轉和公轉速度不一致，創新了系列化學污染物物理分離的工藝流程和裝置，實現了“顆粒高速自轉”從現象發現到工程套用的突破，代表性成果被列入Elsevier出版的工程技術手冊《Handbook of Spent Hydroprocessing Catalysts》(第二版)。套用至我國27個省區市的十五種類型110個重大化工裝置、海上油氣平台的廢水廢氣廢熱廢液綜合防治中，實現了“不用或少用化學藥劑”的污染物源頭控制和資源化。獲國家科技進步二等獎2項、國家技術發明二等獎1項。兼任中國通用機械工業協會分離機械分會技術委員會主任委員、全國化工機械與設備標準化技術委員會副主任委員、中國腐蝕與防護學會化工過程專業委員會副主任委員、中國化工學會化工機械專業委員會副主任委員、中國化工學會化工過程強化專業委員會副主任委員、中國化工學會過濾與分離專業委員會副主任委員。
目錄
第一章 緒論 / 1
第一節 污染物源頭控制及資源化 1
第二節 液固分離套用領域 3
第三節 液固旋流分離研究進展 6
一、測試研究 9
二、模擬研究 13
三、分離性能 15
四、套用拓展 17
第四節 液固旋流分離過程強化研究進展 21
一、調整結構尺寸強化旋流分離過程 22
二、操作參數調整強化旋流分離過程 23
三、改善物料性質強化旋流分離過程 24
四、其他強化旋流分離過程的方法 24
第五節 旋流器內湍流流動-顆粒運動-污染物分離的關聯 25
一、旋流場中顆粒自轉強化污染物分離 26
二、旋流場中顆粒排序強化污染物分離 30
第六節 本章小結 31
參考文獻 32
第二章 旋流動力學與顆粒運動學 / 38
第一節 旋流場流體運動基本形式 39
一、內旋流和外旋流 39
二、短路流 43
三、循環流 43
四、零軸速包絡面和空氣柱 44
五、顆粒公轉和自轉 45
第二節 顆粒自轉運動 45
一、顆粒自轉現象 45
二、剪下流場中非慣性顆粒自轉模型 50
第三節 旋流場微球自轉分析 52
第四節 重質旋流器內顆粒自轉解析求解 54
一、基本假設 55
二、基本方程 55
三、模型修正 60
四、內流場方程簡化 62
五、顆粒自轉速度計算 63
第五節 旋流場顆粒自轉調控 65
一、微球運動速度徑向分布關係 66
二、公轉速度 66
三、自轉調控 66
四、顆粒自轉與公轉的關係 68
五、旋流場中顆粒自轉和公轉耦合 70
第六節 輕質旋流器內顆粒自轉解析 71
一、內流場方程求解 72
二、內流場計算 75
三、輕質旋流器內流場分布 75
四、輕質旋流器內顆粒公轉與自轉 77
第七節 雙錐輕質旋流器內顆粒自轉解析 78
一、邊界條件 78
二、流函式及速度分量求解 79
三、雙錐旋流器內速度分布 82
四、雙錐輕質旋流器內顆粒自轉與公轉 83
第八節 本章小結 84
參考文獻 84
第三章 液固旋流分離過程檢測及調控 / 91
第一節 相位都卜勒粒子分析 91
一、PDPA測試系統的組成及原理 91
二、旋轉流場的PDPA實驗系統設計和搭建 94
三、旋轉湍流場PDPA檢測及調控 99
第二節 粒子圖像測速 105
一、PIV測試系統的原理和組成 105
二、旋轉流場的PIV實驗系統搭建和流程設計 108
三、旋轉湍流場PIV檢測與調控 111
第三節 體三維測速 122
一、旋轉流場V3V測試原理和平台構建 123
二、旋轉流場V3V測試流程及方法 127
三、旋轉流場V3V檢測及調控 131
第四節 旋流場中顆粒自轉和公轉檢測 139
一、檢測原理 139
二、檢測設備和方法 141
第五節 表/界面污染物SERS檢測 151
一、微流控制備具有SERS活性的多孔顆粒 151
二、顆粒表面污染物旋流分離線上SERS檢測 154
三、界面SERS檢測 167
第六節 本章小結 178
參考文獻 178
第四章 顆粒排序強化液固旋流分離 / 180
第一節 排序型旋流器概況 180
一、顆粒排序方法 180
二、排序強化旋流分離 182
三、進口排序型旋流器 182
第二節 顆粒排序與微旋流分離器的設計 184
一、旋轉流顆粒排序理論研究 184
二、基於離心沉降顆粒排序器設計 188
三、顆粒排序方式及排序微旋流器的設計 194
第三節 顆粒排序對微旋流器內流體流動的影響 201
一、計算數學模型 201
二、顆粒排序對微旋流器內流體流動的影響 205
三、顆粒排序對微旋流器內壓力場的影響 213
第四節 顆粒排序對微旋流器內顆粒運動特性的影響 214
一、控制方程 214
二、邊界條件 216
三、模擬計算及討論 216
第五節 顆粒排序對微旋流器分離性能的影響 227
一、實驗 227
二、顆粒排序對微旋流器操作性能的影響 228
三、顆粒排序對微旋流器分離效率的影響 230
第六節 本章小結 234
參考文獻 235
第五章 液固分離雙分支流理論並聯放大 / 239
第一節 微旋流器並聯形式 239
第二節 直線型並聯分支流理論 240
一、基本分支模型 240
二、常用分支流計算方法 241
三、Wang模型 242
第三節 U-U型微旋流器並聯理論 245
一、模型假設 245
二、進口-底流數學模型 245
三、模型求解 249
四、實驗與理論對比 252
五、U-U型並聯設計準則 256
六、U-U型並聯300倍放大案例 262
第四節 Z-Z型微旋流器並聯理論 269
一、數學模型 270
二、方程求解 275
三、實驗與理論對比 280
四、Z-Z型並聯設計準則 283
第五節 U-Z型微旋流器並聯理論 292
一、解析解 292
二、實驗與理論對比 295
三、U-Z型並聯設計準則 295
第六節 U-U、Z-Z、U-Z三種並聯方式對比 298
一、理論模型的統一性分析 298
二、軸向速度分量的修正係數 299
三、實驗結果 299
四、理論解析解 299
第七節 微旋流器並聯套用實例 300
一、甲醇制烯烴廢水液固分離微旋流器並聯設計 300
二、旋流釋碳器並聯設計 301
第八節 本章小節 303
參考文獻 304
第六章 過濾-旋流分離耦合（沸騰床分離）技術 / 306
第一節 沸騰床分離概況 306
一、沸騰床分離技術 306
二、深層過濾技術概況 306
三、深層過濾濾料 307
四、過濾-旋流分離耦合 308
第二節 深層過濾理論 310
一、分離過程中的相互作用 310
二、分離理論模型 315
第三節 沸騰床動力學及結構設計 325
一、沸騰床流化概述 325
二、沸騰床氣-液-固三相流動 327
三、沸騰床結構設計 336
第四節 旋流再生器再生原理及結構設計 339
一、氣-液-固分離發展概況 339
二、旋流再生器分離過程分析 343
三、旋流過程中顆粒自轉和公轉 352
四、旋流再生器結構設計與驗證 355
第五節 過濾-旋流分離技術實驗研究 357
一、小試實驗 357
二、側線中試實驗 365
三、工業裝置套用研究 366
第六節 本章小結 371
參考文獻 371
第七章 液固分離成套技術套用 / 377
第一節 甲醇制烯烴反應廢水處理技術 377
一、概述 377
二、液固微旋流器開發 386
三、工業套用 392
四、問題及最佳化 402
第二節 缺氧/好氧過程旋流強化技術 406
一、概述 406
二、旋流強化缺氧/好氧過程原理 408
三、工業套用 418
第三節 沸騰床含高濃度無機顆粒物的有機廢液處理技術 426
一、概述 426
二、旋流自轉分離方法 428
三、工業示範試驗 436
四、工業套用 444
參考文獻 449
索引 451
