無機膜與膜反應器

第一章　緒論 / 1
第一節(jié)　膜技術簡介 1
一、膜材料 1
二、膜過程 2
三、膜應用 2
第二節(jié)　膜反應器技術簡介 3
一、膜反應器的發(fā)展 3
二、膜反應器的分類 5
第三節(jié)　無機膜反應器的研究進展 6
一、液相催化無機膜反應器 6
二、氣相催化無機膜反應器 7
三、無機膜生物反應器 7
第四節(jié)　應用前景與展望 8
參考文獻 10

第二章　面向液相反應的陶瓷膜設計與制備 / 11
第一節(jié)　引言 11
第二節(jié)　陶瓷膜的設計方法 12
一、模型思路 13
二、模型建立 17
三、顆粒受力分析 20
四、分離過程計算 21
五、操作條件的優(yōu)化 22
第三節(jié)　陶瓷膜的制備技術 24
一、陶瓷膜厚度的定量控制 24
二、陶瓷膜孔結(jié)構(gòu)的定量控制 26
三、陶瓷膜表面性質(zhì)的控制 49
四、陶瓷膜構(gòu)型的控制 53
第四節(jié)　陶瓷膜材料的穩(wěn)定性 58
一、化學穩(wěn)定性 59
二、熱穩(wěn)定性 59
三、機械穩(wěn)定性 60
第五節(jié)　陶瓷膜污染控制方法 61
第六節(jié)　結(jié)語 61
參考文獻 62

第三章　液相陶瓷膜反應器的設計與優(yōu)化 / 67
第一節(jié)　引言 67
第二節(jié)　浸沒式膜反應器的設計 68
一、數(shù)學模型的建立 68
二、CFD模擬參數(shù) 71
三、浸沒式膜反應器的流場及流動特性 72
第三節(jié)　氣升式膜反應器的設計 78
一、氣升式膜反應器的數(shù)值模擬 78
二、雙環(huán)流氣升式膜反應器的數(shù)值模擬 85
三、膜通道內(nèi)的氣液兩相流模擬 91
第四節(jié)　液相膜反應器的優(yōu)化設計 93
一、數(shù)學模型 93
二、模型的驗證和優(yōu)化 95
第五節(jié)　結(jié)語 99
參考文獻 100

第四章　陶瓷膜反應器在加氫反應中的應用 / 103
第一節(jié)　引言 103
第二節(jié)　骨架鎳催化對硝基苯酚制對氨基苯酚 104
一、膜孔徑的選擇 104
二、操作條件對膜通量的影響 105
三、膜過濾成套裝置的建設與運行 107
第三節(jié)　納米鎳催化對硝基苯酚制對氨基苯酚 109
一、納米鎳催化劑的合成及批量制備 109
二、納米鎳催化-膜分離耦合過程研究 112
三、膜污染機理及控制方法 123
四、中試裝置的建設與運行 133
第四節(jié)　結(jié)語 135
參考文獻 135

第五章　陶瓷膜反應器在羥基化反應中的應用 / 139
第一節(jié)　引言 139
第二節(jié)　外置式膜反應器在苯酚羥基化反應中的應用 140
一、外置式膜反應器系統(tǒng)的設計 140
二、TS-1催化苯酚羥基化反應操作過程 140
三、苯酚羥基化反應-膜分離耦合過程規(guī)律研究 142
四、膜污染機理及膜清洗策略 148
第三節(jié)　浸沒式膜反應器在苯酚羥基化反應中的應用 157
一、浸沒式膜反應器系統(tǒng)的設計 157
二、TS-1催化苯酚羥基化反應操作過程 158
三、苯酚羥基化反應-膜分離耦合過程規(guī)律研究 159
四、間歇反應與連續(xù)反應過程的比較 164
第四節(jié)　雙膜式膜反應器在苯酚羥基化反應中的應用 165
一、雙膜式膜反應器裝置流程 166
二、雙膜式膜反應器的操作方法 166
三、陶瓷膜孔徑的影響 167
四、雙膜式膜反應器的操作條件優(yōu)化 167
五、雙膜式膜反應器的運行穩(wěn)定性 171
第五節(jié)　陶瓷膜反應器在苯酚羥基化反應中的工業(yè)應用 175
一、工藝流程 175
二、運行穩(wěn)定性 176
第六節(jié)　結(jié)語 178
參考文獻 178

第六章　陶瓷膜反應器在氨肟化反應中的應用 / 181
第一節(jié)　引言 181
第二節(jié)　一體式膜反應器在丙酮氨肟化反應中的應用 182
一、一體式膜反應器系統(tǒng)的操作方法 182
二、TS-1催化丙酮氨肟化制丙酮肟 183
三、丙酮氨肟化反應-膜分離耦合過程規(guī)律 187
四、一體式膜反應器運行穩(wěn)定性 193
第三節(jié)　膜分布反應器在氨肟化反應中的應用 197
一、膜分布反應器的流程 198
二、丁酮氨肟化制丁酮肟反應條件 199
三、環(huán)己酮氨肟化制環(huán)己酮肟反應條件 204
四、膜分布器穩(wěn)定性 209
五、催化劑失活機理及再生 210
第四節(jié)　氣升式雙膜反應器在氨肟化反應中的應用 219
一、氣升式雙膜反應器的工藝流程 219
二、氣升式雙膜反應器的操作方法 220
三、氣升式雙膜反應器中反應-膜分離耦合規(guī)律 221
第五節(jié)　陶瓷膜反應器在環(huán)己酮氨肟化反應中的工業(yè)應用 229
一、環(huán)己酮氨肟化工藝流程 229
二、陶瓷膜污染機理分析 230
三、膜再生方法 234
四、二氧化硅顆粒協(xié)同控制方法 239
五、陶瓷膜反應器工業(yè)裝置 244
第六節(jié)　結(jié)語 245
參考文獻 245

第七章　陶瓷膜反應器在沉淀反應中的應用 / 251
第一節(jié)　引言 251
第二節(jié)　鹽水體系沉淀反應 252
一、沉淀溶解平衡模型的構(gòu)建 252
二、鹽水精制反應時間的確定 258
三、操作條件對沉淀反應的影響 260
四、精制反應條件的確定 263
第三節(jié)　鹽水體系的陶瓷膜過濾性能 265
一、Cl-型飽和鹽水體系膜過濾性能優(yōu)化 265
二、SO42-型飽和鹵水體系膜過濾性能優(yōu)化 269
第四節(jié)　化學沉淀-陶瓷膜分離耦合連續(xù)精制鹽水 271
一、陶瓷膜反應器的設計及連續(xù)鹽水精制 271
二、沉淀反應-膜分離耦合工藝連續(xù)精制鹽水 272
三、膜污染機理及膜清洗 275
第五節(jié)　陶瓷膜反應器在精制鹽水中的工業(yè)應用 279
一、鹽水精制工藝的比較 279
二、工業(yè)運行中的膜污染及再生方法 280
三、工業(yè)運行結(jié)果 292
四、經(jīng)濟性分析 292
第六節(jié)　結(jié)語 294
參考文獻 294

第八章　陶瓷膜反應器用于微納粉體的制備 / 296
第一節(jié)　引言 296
第二節(jié)　陶瓷膜集成濕化學法制備超細粉體 297
一、超細粉體制備工藝流程 297
二、反應條件對超細粉體顆粒粒徑的影響 298
三、膜洗滌過程對顆粒表面電位及顆粒粒徑的影響 302
四、陶瓷膜集成濕化學法在超細粉體制備中的工程應用 305
第三節(jié)　陶瓷膜二次射流乳化法制備微納粉體 306
一、多孔氧化物的制備 307
二、聚合物微球的制備 311
第四節(jié)　膜分散技術制備微納粉體 315
一、超細碳酸鋅的制備 316
二、超細氯化亞銅的制備 321
三、超細氧化亞銅的制備 327
第五節(jié)　結(jié)語 336
參考文獻 336

第九章　氣相催化無機膜反應器 / 339
第一節(jié)　引言 339
第二節(jié)　分子篩催化膜反應器 339
一、Silicalite-1分子篩膜與間二甲苯異構(gòu)化反應 340
二、MFI分子篩膜與高溫水煤氣變換反應 345
三、Au-Zr/FAU催化膜與CO選擇性氧化反應 355
第三節(jié)　碳化硅催化膜反應器 363
一、碳化硅催化膜的制備 364
二、碳化硅催化膜用于大氣中VOCs的降解 373
三、催化膜的粉塵脫除性能 380
四、催化膜協(xié)同脫除性能 382
第四節(jié)　鈣鈦礦膜反應器 384
一、混合導體氧滲透膜的制備 385
二、甲烷部分氧化膜反應過程 387
三、二氧化碳分解耦合甲烷部分氧化膜反應研究 392
第五節(jié)　結(jié)語 404
參考文獻 404

第十章　無機膜生物反應器 / 409
第一節(jié)　引言 409
第二節(jié)　陶瓷膜生物反應器用于廢水處理 410
一、膜材質(zhì)及膜孔徑對膜生物反應器的影響 410
二、陶瓷膜構(gòu)型對膜生物反應器的影響 412
三、膜污染控制及污染膜清洗策略 416
第三節(jié)　膜法生物發(fā)酵制燃料乙醇 418
一、發(fā)酵-滲透汽化耦合制燃料乙醇工藝 418
二、氣升式膜生物反應器用于發(fā)酵法制燃料乙醇 427
第四節(jié)　膜法生物發(fā)酵制乳酸 432
一、發(fā)酵法乳酸生產(chǎn)工藝 432
二、膜法乳酸生產(chǎn)新工藝 433
第五節(jié)　結(jié)語 442
參考文獻 442

索引 446