搅拌反应器混沌混合强化技术及应用

地区:上海市 宝山区

关键词:重庆大学;清华大学;重庆武陵锰业有限公司;秀山县嘉源矿业有限责任公司;中信大锰矿业有限责任公司

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000001102

成果描述:

针对化工搅拌反应器内流体混合存在的能耗高、效率低及放大难等问题,项目研究了流体混沌混合机理及搅拌反应器强化方法,形成了搅拌反应器放大新技术。提出:流体混合效率准数Ce;采用小波分析处理压力脉动信号或扭矩信号,获取混沌特性参数,用于表征流体混沌程度;用分数阶系统Navier-Stokes方程描述流场结构演化规律;建立基于流场最大Lyapunov指数的搅拌反应器放大准则;流体混沌混合强化的新方法:促使流场隔离区与混沌混合区界面失稳。通过过程强化原理创新、装备创新与过程优化,实现过程强化,形成了一整套具有自主知识产权、居于国际先进水平的搅拌反应器混沌混合强化技术。技术创新点:发现了混沌混合调控流场结构以及强化高粘度流体混沌混合过程的规律。 研发出刚柔组合桨和高粘度流体混沌混合新技术,应用于重庆武陵锰业有限公司锰矿浸出,浸出率提高10个百分点,浸出时间缩短2-3小时;应用于重庆三峡水务有限公司聚丙烯酰胺溶解,改造生产线1条,溶解时间由1-2小时缩短到20-30分钟。 研发出多相流搅拌强化新技术,应用于中信大锰矿业有限责任公司锰矿浸出,浸出时间缩短到5-6小时,减少锰渣排放2万吨/年;应用于攀钢集团沉钒废水除杂工艺,除杂处理后的提钒废水满足电解锰电解过程要求。 研发出混沌电机耦合刚柔组合桨强化新技术,应用于秀山县嘉源矿业有限责任公司锰矿浸出,提高了锰矿浸取率、缩短了浸取时间;应用于西南合成医药集团有限公司维生素E萃取分离,产量提高20%。知识产权及团队建设:申请发明专利9项,获授权发明专利4项,已发表相关论文34篇,出版专著1部。团队中1人入选重庆市十大节能减排突出贡献专家,2人入选重庆市科技特派员,2人入选重庆市科技创新领军人才,2人入选重庆市百名工程技术高端人才,1人入选广西自治区政府特聘专家。1人入选教育部新世纪人才,培养博士5名、硕士15名。应用推广及效益:项目成果在重庆武陵锰业有限公司、秀山县嘉源矿业有限责任公司、中信大锰矿业有限责任公司、攀钢集团西昌钢钒公司、重庆三峡水务有限责任公司、西南合成医药集团有限公司等企业得到工业化应用,提高了资源综合利用效率和企业的竞争力。依据审计报告,近三年新增销售收入约34.74亿元,节约生产成本约20.84亿元,环境效益和社会效益也非常显著。
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