超重力法脫除氣體中硫化氫

針對濕式氧化法脫硫工藝中脫硫塔體積龐大、效率低、液體循環(huán)量大、運行 費用高等特點，將超重力旋轉(zhuǎn)填料床作為吸收設(shè)備，形成了超重力濕式氧化法脫除硫化氫技術(shù)。超重力濕法脫除硫化氫技術(shù)優(yōu)勢如下：

(1)硫化氫脫除率 95%以上；

(2)脫硫氣液比大于 100；

(3)氣相壓降小于 1000Pa；

(4)設(shè)備體積為傳統(tǒng)塔的 1/10；

(5)投資與運行費用為塔式脫硫方法的 2/3；

(6)將硫化氫轉(zhuǎn)化為硫磺，變廢為寶，無二次污染。

本技術(shù)已成功應(yīng)用于廣西華銀鋁業(yè)發(fā)生爐煤氣脫硫、天脊集團低溫甲醇洗解 吸過程產(chǎn)生的含硫 CO?尾氣脫硫、山西太原東盛焦化廠、河北惠達陶瓷集團焦?fàn)t煤氣脫硫和四川平武錳業(yè)氨法凈化氧化錳行業(yè)中尾氣硫化氫等工程項目，取得了良好效果。本技術(shù)可廣泛應(yīng)用于天然氣、煉廠氣、煤層氣、合成氣、焦?fàn)t煤氣等各種含硫尾氣硫化氫的脫除過程；可推廣應(yīng)用于天然氣、變換氣等加壓脫硫系統(tǒng)，應(yīng)用前景廣闊。

超重力濕法煙氣深度脫硫

中小型燃煤鍋爐、窯爐排放的煙氣相對大型電廠氣量較小，一般在 3-30 萬 m? /h,排放分散。采用電廠的濕法石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫技術(shù)，不僅存在投資和運行費用高，設(shè)備易結(jié)垢、堵塞等問題，而且單級脫硫難以達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

本技術(shù)可與雙堿法、鈣法、氧化鎂法、海水法、堿法等多種脫硫工藝耦合，以提高傳質(zhì)效率，強化 SO?吸收，單級脫硫率達99%以上。

該技術(shù)具有脫硫率和凈化度高、液氣比小、設(shè)備體積小、投資和運行費用低、適用范圍寬等優(yōu)點，已在山西運城、河南新鄉(xiāng)等地建立示范工程，實現(xiàn)低成本、 高效率深度脫硫。超重力濕法脫硫技術(shù)可實現(xiàn)煙氣脫硫除塵降溫一體化，本技術(shù)適用于工業(yè)窯爐、轉(zhuǎn)爐、化工企業(yè)及城市供熱等中小型鍋爐煙氣的超低排放控制過程。

超重力法凈化高濃度 NOx

火行業(yè)硝化過程中排放高濃度氮氧化物（俗稱“硝煙”），污染嚴重、 治理難度大。傳統(tǒng)常壓凈化技術(shù)釆用多級吸收但效果仍不理想，排放濃度高達 5000mg/m3左右。

中北大學(xué)將超重力技術(shù)用于火行業(yè)高濃度硝煙凈化治理，創(chuàng)建了超重力常壓凈化高濃度 NOx 的水冷工藝。釆用該工藝后，在進口濃度為 18000mg/m 的情況下，通過兩級深度凈化超重力吸收，結(jié)合還原分解塔工藝，硝煙濃度可降到 240mg/m3以下，NOx 排放量削減了95%,達到了排放標(biāo)準(zhǔn)。相比現(xiàn)有塔設(shè)備，成本可降低 30%以上，節(jié)省投資 75%,運行費用降低 79%,為有效解決高濃度硝煙污染問題提供了新方法，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景，已在山西興安、甘肅銀光等地建立示范工程。

超重力吹氨脫硝技術(shù)

針對 SCR 脫硝系統(tǒng)中液氨氣化工藝存在的裝置龐大、安全隱患等問題，采用 “超重力氨水吹脫”替代“液氨氣化”，消除危險源，實現(xiàn)本質(zhì)安全。

將超重力化工過程強化技術(shù)應(yīng)用于氨水吹脫，幵發(fā)適用于脫硝過程的超重力 吹氨設(shè)備及技術(shù)，吹脫氨水中游離的氨至氣相，以此作為氮源加入到爐內(nèi)脫硝， 大大提高了脫硝率，減少了污染，具有設(shè)備體積小、生產(chǎn)成本低、本質(zhì)安全性高等特點。

該技術(shù)應(yīng)用于山西平朔煤砰石發(fā)電有限公司，單臺設(shè)備處理氨水量為 0.1-0.8m3/h,稀釋空氣用量為 1000-2400m3/h,氨水吹脫率可達 95%以上，NOx 排放濃度小于 100mg/Nm3，氨逃逸濃度小于 8mg/Nm3。

超重力脫氨除濕技術(shù)

合成氨、碳酸銨、硝酸銨、硫酸銨、純堿、硝酸磷肥等化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含 NH3類廢氣，氣量大、濃度高，且含大量水汽和粉塵等雜質(zhì)。在處理過程中，粉塵等雜質(zhì)在水汽冷凝過程中會形成泥漿類物質(zhì)，導(dǎo)致塔設(shè)備堵塞、NH3回收率低，難以穩(wěn)定運行。

通過創(chuàng)新超重力裝置，研發(fā)了防堵型專用填料，實現(xiàn)了脫氨除濕一體化，脫氨率90%以上，達到氨和水的資源化利用。在天脊集團硝酸磷肥尾氣治理技術(shù)改造工程實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，在39米平臺狹小空間進行安裝和實施，廢氣量55000m?/h,氨含量8.3g/m ?,水汽體積含量20.6%,含塵量3g/m? ,溫度 70℃,以硝酸磷肥生產(chǎn)工藝中原有硝酸廢水為吸收液，生成硝銨溶液進入生產(chǎn)工藝系統(tǒng)回用，實現(xiàn)高效脫氨除濕，脫氨率92%,年回收氨 2940 噸，除濕率60.8%,年回收水3.86萬噸，經(jīng)濟效益每年882萬元。本技術(shù)推廣應(yīng)用于亞洲大的緩控釋肥基地-山東金正大的脫氨除濕工程。

超重力法凈化氣體中 VOCs

含VOCs的廢氣是石化、火、精細化工、醫(yī)藥化工等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的常見化工廢氣，具有刺激性和強腐蝕性，治理難度大?；赩OCs的理化特性和相似相溶原理，開發(fā)超重力專用填料及裝置，解決化工廢氣強腐蝕和動密封工程化難題，實現(xiàn)了高效率吸收,凈化率達到 90%以上，減輕了后序處理的負荷。

本技術(shù)成功應(yīng)用于某企業(yè)生產(chǎn)工藝中含醋酸廢氣的凈化回收工程，以水為吸收劑，采用不銹鋼多孔波紋板改性親水性填料，氣量4500m?/h,當(dāng)吸收液中醋酸濃度達到 70%時轉(zhuǎn)入精餾工段，精餾后醋酸濃度達 99%以上，年回收醋酸 527 噸。該技術(shù)可推廣應(yīng)用于醋酸、丙酮、乙酸乙酯等混合溶劑的回收過程。

煤化工過程壓縮機進口煤氣除塵除焦油

現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)過程中，煤制氣凈化后常需壓縮機加壓，煤氣中少量的焦油、粉塵等雜質(zhì)容易堵塞壓縮機活門，影響正常生產(chǎn)。

超重力除塵除焦油技術(shù)具有以下特點：

(1)實現(xiàn)高精度凈化，焦油、塵濃度可降至5mg/m3以下；

(2)液體用量小，操作氣液比高達2000左右；

(3)氣相壓降小，低于800Pa；

(4)可用造氣循環(huán)水作為洗滌液，方便可靠。

本技術(shù)應(yīng)用于貴州開磷息烽合成氨一期20萬噸/年合成氨壓縮機進口半水煤氣除塵技術(shù)改造項目，進口含塵量60mg/m3左右的工況下，除塵率可達90%以上，凈化后塵含量低于5mg/m3,保證了壓縮機長期穩(wěn)定運行。

本技術(shù)可廣泛應(yīng)用于合成氨、焦?fàn)t煤氣制甲醇、煤制氫等項目的壓縮機進口氣體的深度凈化過程。

超重力煤鎖氣凈化技術(shù)

“煤鎖氣"是煤加壓氣化過程中，由煤鎖泄壓而放出的含有塵和焦油的煤氣，工況下為常壓，需經(jīng)壓縮機加壓后才能進入后續(xù)工序。新疆廣匯新能源有限公司氣柜出來的煤氣中焦油塵含量超過1000mg/m3，造成壓縮機堵塞，無法正常運行，煤鎖氣只能點天燈,造成了環(huán)境污染和資源浪費。

超重力濕法除塵技術(shù)釆用造氣循環(huán)水為凈化介質(zhì)，液體用量僅8m3/h,煤鎖氣中焦油塵含量約500-1000mg/m3左右。經(jīng)超重力濕法凈化后，煤氣中焦油塵含量在 20-80mg/m3左右，凈化率可達90%以上，年回收煤氣 2.3億m3。壓縮機的工作周期從原來的 5 天提高到半年以上，凈化效果良好。解決了煤鎖氣火炬燃燒排放造成的環(huán)境污染和資源浪費的行業(yè)難題。

本技術(shù)推廣應(yīng)用于新疆新天煤化工煤制天然氣項目，具有良好的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。

化肥行業(yè)吹風(fēng)氣超重力除塵技術(shù)

隨著霧霾天氣的加劇，對于大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)進行了多次調(diào)整。對于排放尾氣中的塵含量提出了低于5mg/m3的超低排放標(biāo)準(zhǔn)或是20mg/m?的特別排放限值。常用的布袋除塵、靜電除塵、濕式電除塵技術(shù)對于低濃度含塵氣體和超細顆粒物的凈化都存在效率下降的問題。超重力除塵技術(shù)用水洗滌凈化氣體中的粉塵等細顆粒物，可實現(xiàn)超低排放，對于PM1.0仍然有 90%以上的凈化效果，適用于串聯(lián)在原有濕法除塵器后使用。

本技術(shù)成功應(yīng)用于河南心連心化肥有限公司的吹風(fēng)氣除塵，該公司經(jīng)過回收的吹掃氣經(jīng)燃燒、換熱、水膜除塵工序后，煙氣含塵量為 100mg/m3左右，不能滿足環(huán)保排放要求。建立了處量 80000m3/h的示范工程，超重力設(shè)備直徑2200mm；釆用造氣循環(huán)水作為凈化介質(zhì)，循環(huán)水量 26m3/h；出口塵含量低于12mg/m3；氣相壓降僅 800Pa,經(jīng)濟有效地實現(xiàn)了化工吹風(fēng)氣的超低排放。

超重力凈化富銨鈣尾氣

本技術(shù)應(yīng)用天脊集團的富銨鈣尾氣的凈化與回收產(chǎn)品。在生產(chǎn)過程中釆用轉(zhuǎn)鼓流化床造粒工藝，排出尾氣中含有3000mg/m3的硝酸銨鈣產(chǎn)品，氣量為43000Nm?/h,尾氣的直接排放造成了部分產(chǎn)品的流失，同時也污染環(huán)境。但由于該尾氣氣量大，粉塵顆粒細小，常規(guī)方法除塵效果很差，除塵設(shè)備極易堵塞，不能長期正常運行；同時，富銨鈣生產(chǎn)裝置在22米高的平臺上，空間位置十分有限（廠房內(nèi)高度僅有5米），傳統(tǒng)除塵設(shè)備因除塵效率與空間布置問題受到限制。

采用本技術(shù)凈化富銨鈣尾氣，超重力除塵裝置直徑1.6米 、高3.5米，安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場室內(nèi)，滿足了廠房內(nèi)布置的需要。長期運行結(jié)果表明超重力除塵裝置除塵效果良好，出口氣體中含塵量僅為 5mg/m3,除塵效率達到了99%以上，滿足了環(huán)保要求。循環(huán)水量僅為 12t/h,吸塵后的液體可進入生產(chǎn)工序，回收了產(chǎn)品。

超重力-電化學(xué)廢水治理技術(shù)

針對廢水中有機物和COD等指標(biāo)不能達標(biāo)排放、廢水治理效能不高的技術(shù)難題，研發(fā)出超重力多級同心圓筒式電化學(xué)裝置及超重力-電化學(xué)廢水治理技術(shù)。該裝置具有大的電極比表面積、高的傳質(zhì)和降解效率、易自動化控制管理等優(yōu)點。該技術(shù)無需氧化試劑，可解決廢水治理過程中有機物含量高、可生化性差、傳質(zhì)受限而導(dǎo)致的能耗增加、治理效率降低的技術(shù)難題。

相比傳統(tǒng)電化學(xué)廢水治理技術(shù)，超重力-電化學(xué)廢水治理技術(shù)優(yōu)勢：

(1)有機物去除率達到80%-;

(2)廢水處理時間縮短30%以上；

(3)處理效率提高20%以上；

(4)過程能耗降低10％-20%;

(5)提高廢水可生化性、無二次污染、技術(shù)清潔、環(huán)保。

旋轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器光催化降解有機廢水

半導(dǎo)體光催化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、綠色高效、無二次污染等優(yōu)點，但由于懸浮催化劑的分離困難、強親水性導(dǎo)致的催化劑與污染物傳質(zhì)受限以及光反應(yīng)器光子傳遞效率低等問題，使得光催化技術(shù)難于工業(yè)化推廣應(yīng)用。

技術(shù)特點與優(yōu)勢：

（1）將催化劑負載或磁改性，解決催化劑的分離問題；

（2）通過有機物改性提高催化劑親油性，解決催化劑與污染物傳質(zhì)受限；

（3）物料以薄膜流形式存在，傳質(zhì)速率快，光利用率高、表面更新快，更新速率是環(huán)形反應(yīng)器的2倍；單位體積的光照表面積大，提高了光子的傳遞效率； 液膜中溶氧量提升，催化效率高。

應(yīng)用效果：

（1）紫外光降解含酚廢水：1L初始濃度100mg/L含酚廢水，循環(huán) 30min,廢水降解率；循環(huán)120min,礦化率90%以上；

（2）與Pickering乳液結(jié)合降解高濃度硝基苯廢水,降解率98%以上。

超重力氧化法處理火廢水

火廢水具有排放量大、污染物濃度高、成分復(fù)雜、色度高及難生物降解等特點，現(xiàn)有技術(shù)難以實現(xiàn)低成本、高效率治理。釆用超重力氧化法處理火廢水技術(shù)可達到排放標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。本技術(shù)得到自然科學(xué)基金(U1610106)和火青年科技研究基金(HZY06020301-11 )的支持。

技術(shù)優(yōu)勢在于：

（1）創(chuàng)新超重力臭氧氧化與超聲波強化氧化耦合機制，形成難降解廢水處理的新技術(shù)；

（2）超重力技術(shù)強化氣液傳質(zhì)，提高了臭氧利用率，降低處理成本；

（3）超聲波技術(shù)產(chǎn)生羥基自由基?oh,強化了臭氧氧化能力，提高效率；

（4）硝基化合物去除率≥96%, COD去除率≥93%,可生化系數(shù)達到 0.3以上，滿足后續(xù)生化工藝要求。

本成果可廣泛應(yīng)用于火、化工等行業(yè)DNT、RDX、HMX 等有機廢水的降解過程。

超重力強化鐵碳微電解催化臭氧降解硝基苯廢水

提高處理效率、降低處理成本、縮短處理時間是氧化法降解有機廢水的關(guān)鍵因素?；谝裕岢龀亓娀㈦娊獯呋粞踅到庀趸筋悘U水的思路。 以硝基苯為對象，釆用廉價鐵碳形成原電池，陰極的活性[H]將苯環(huán)上的-N0?還原為易降解的-NH?,陽極 Fe 氧化為 Fe2+, Fe2+催化O3產(chǎn)生氧化能力更強的?0H,利用超重力提高液相湍動程度和氣液接觸面積，促進O?溶解，解決O?傳質(zhì)受限的關(guān)鍵問題，提高0?利用率，提升降解效能，達到可生化要求，實現(xiàn)“以廢治廢”的目的。

本項目得到自然科學(xué)基金的資助，獲發(fā)明專利 6 件 ，在 Chemical EngineeringJournal 等重要學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文12篇。項目的完成，為深度處理難降解廢水提供新思路，對拓展超重力技術(shù)領(lǐng)域、催生新技術(shù)發(fā)展具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。

超重力深度處理難降解有機廢水

臭氧的氧化技術(shù)具有反應(yīng)速率快、處理效率高、無二次污染等優(yōu)點，但存在臭氧水溶性差、利用率低等缺點?；诖耍贸亓μ岣吡黧w湍動程度和氣液接觸面積，促進O?溶解，解決O?傳質(zhì)受限的問題；通過耦合Fe2+、H?O?、超聲波等技術(shù)，實現(xiàn)低成本、高 效能降解芳香族硝基類有機廢水。該研究獲山西省青年基金等資助。

硏究表明：超重力技術(shù)可提高臭氧的利用率，硝基化合物去除率96%以上， 可生化系數(shù)達到0.3以上。申報發(fā)明專利12件，在 Journal of Nanoparticle Research 等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文 24 篇。

超重力鹵水提溴技術(shù)

針對我國鹵水資源溴含量偏低這一現(xiàn)狀，結(jié)合生產(chǎn)計術(shù)成熟程度及成本等方面的原因，國內(nèi)普遍釆用空氣吹出酸液吸收法制溴。目前該工藝液氯消耗量大、電耗高，溴素得率偏低，這直接導(dǎo)致能源與資源的浪費。

本技術(shù)創(chuàng)新在于：

（1）提出超重力鹵水提溴方法，形成成套工藝技術(shù)；

（2）提高了溴離子的氧化率，使氯氣利用率提高、減小了配氯率，降低了氯氣消耗量；

（3）溴離子氧化率的提高減少了提溴后工序及曬鹽工序中設(shè)備的腐蝕性;

（4）提高了提溴率，減小了空氣用量，運行成本降低31%；

（5）設(shè)備體積僅為傳統(tǒng)塔設(shè)備的1/28;

（6）獲得發(fā)明專利1件：ZL 200910073665.4。

超重力吹脫氨氮廢水技術(shù)

氨氮廢水來源于化肥、焦化、煉油等多個行業(yè)，氨氮污染引起水體富營養(yǎng)化，破壞生態(tài)平衡，危害極大。氨氮廢水治理難度大，列入戰(zhàn)略發(fā)展的技術(shù)需求。對于高濃度氨氮廢水的治理常釆用空氣吹脫+生化處理的方法，吹脫設(shè)備多為填料塔，氣體用量大，吹脫效率低。

本技術(shù)創(chuàng)新在于：

（1）基于多年研究，形成超重力法吹脫氨氮成套技術(shù)；

（2）氣體用量是傳統(tǒng)方法 1/4 左右，能耗降低 38%;

（3）單程吹脫率可達 85%以上，接近氣液理論平衡狀態(tài);

（4）2001 年獲得山西省科技進步二等獎；

（5）2002 年被科技部列為重點推廣項目。

超重力制備納米零價鐵并同步處理含硝基苯廢水

針對納米零價鐵在制備、干燥、儲存中存在易團聚、易失活等問題，提出超重力制備納米零價鐵并同步處理含硝基苯廢水的思路。將納米零價鐵的制備與納米零價鐵還原硝基苯的反應(yīng)耦合，在納米零價鐵制備中同步實現(xiàn)含硝基苯廢水的快速處理。

硏究結(jié)果表明：處理過程中，投加的鐵離子適宜初始濃度約為硝基苯廢水中硝基苯濃度

的20-30倍，硼氫化鈉還原劑溶液濃度范圍為鐵離子初始濃度的2.0-3.0倍，停留時間僅3秒鐘，硝基苯去除率即可達到。

本方法變多步為一步，避免了傳統(tǒng)方法納米零價鐵制備過程中的洗滌、分離、干燥、儲存等繁雜操作，極大地簡化了制備及使用步驟，為含硝基苯廢水的處理提供了一條簡便、快速的新途徑。

超重力技術(shù)制備納米氫氧化鎂阻燃劑及其應(yīng)用研究

針對傳統(tǒng)攪拌釜式反應(yīng)器在制備納米氫氧化鎂的過程中存在產(chǎn)物粒徑分布不均、質(zhì)量穩(wěn)定性差和氫氧化鎂漿料沉降分離難等問題，本技術(shù)從強化微觀混合的角度出發(fā)，提出以撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床為反應(yīng)器，在制備過程中引入表面活性劑進行在線改性，實現(xiàn)了納米氫氧化鎂的一步制備和改性，幵辟了連續(xù)制備納米氫氧化鎂的新工藝。

技術(shù)創(chuàng)新在于：

（1）該技術(shù)所得氫氧化鎂漿料的沉降性能明顯提高，其沉降速度是正向沉淀法的4.7倍，

是反向沉淀法的12.4倍，是雙向沉淀法的2.1倍；

（2）該技術(shù)所制備的氫氧化鎂為六方片狀、粒徑小、粒度分布均勻、分散性好、純度高且晶形完整，熱穩(wěn)定性好，滿足阻燃劑的要求；

（3）該技術(shù)結(jié)合超重力沉淀法制備納米氫氧化鎂和在線改性法的優(yōu)勢，一步合成了表面

有機化的氫氧化鎂；

（4）獲得發(fā)明專利 2 件:ZL 201310338819.4、ZL 201210561949.X。

超重力過程強化技術(shù)制備磁性納米材料

磁性納米材料傳統(tǒng)制備方法存在不易連續(xù)生產(chǎn)、制備效率低，且所制備的納 米材料粒徑分布不均勻、易團聚的問題，嚴重制約了磁性納米材料的應(yīng)用拓展。 撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床(IS -RPB)利用高速撞擊射流在強大離心力作用下形成的巨大的剪切力使液體微觀混合與傳質(zhì)過程得到極大強化，使得微觀混合均勻特征時間 遠小于納米粒子的成核誘導(dǎo)期特征時間，反應(yīng)體系過飽和度高且分布均勻，由此制備的磁性納米粒子粒徑小且分布均勻，已成功實現(xiàn)連續(xù)制備超順磁性 MFe?O4(M=Fe、 Mn、Co、Ni)納米粒子、金屬單質(zhì)及合金磁性納米粒子、天然高分子基磁性納米粒子、介孔磁性納米粒子。

本研究申報發(fā)明專利3件，在Journal of Alloys and Compounds 等 SCI 期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文 8 篇。該技術(shù)工藝簡單、可連續(xù)生產(chǎn)，所制備的磁性納米材料檢測和去除重金屬離子效果顯著，可為重金屬的高效治理提供新思路，對拓展超重力 技術(shù)應(yīng)用具有指導(dǎo)和借鑒意義。

微撞擊流-超重力反應(yīng)器的構(gòu)建及其應(yīng)用

基于混合過程的多尺度效應(yīng)，針對撞擊流與超重力耦合時存在的結(jié)構(gòu)、混合 尺度、處理量不匹配等問題，根據(jù)受限式撞擊流的特點，并結(jié)合超重力機（或旋轉(zhuǎn)填料床）的優(yōu)勢,構(gòu)建微撞擊流/超重力（MIS -RPB）反應(yīng)器。主要研究微撞擊流在介觀-微觀尺度下的混合機理，幵展其結(jié)構(gòu)優(yōu)化與并行放大研究，實現(xiàn)微撞擊流與旋轉(zhuǎn)填料床的高度集成。硏究表明，MIS -RPB 的微觀混合效果明顯優(yōu)于 IS- RPB（撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床）。

Mn/Co 基氧化物的合成是儲能材料的硏究熱點，其性能易受微觀混合與沉淀過程的影響。因此，釆用 MIS -RPB 反應(yīng)器來代替常規(guī)反應(yīng)器，通過考察超重力場對反應(yīng)沉淀過程中晶體成核與生長的強化與調(diào)控機理，進一步提升材料的電化學(xué)性能，為儲能材料的發(fā)展提供新的技術(shù)，終形成“反應(yīng)器構(gòu)建-結(jié)構(gòu)優(yōu)化-應(yīng)用評估”的完整體系。研究表明，經(jīng)微撞擊流制備的 Mn/Co 氧化物循環(huán)穩(wěn)定性明顯提高（1000 次衰減 4%）。

超重力多相流模擬

超重力多相流模擬圍繞超重力化工過程中的流體流動和反應(yīng)特性，采用協(xié)同多種模擬方法的優(yōu)勢，對超重力反應(yīng)器進行模擬和設(shè)計，實現(xiàn)工藝過程優(yōu)化。

在 Aspen 引入超重力特有的持液量和傳質(zhì)系數(shù)等關(guān)聯(lián)式，預(yù)測了減壓精餾和萃取精餾中的操作條件對理論塔板高度等的影響規(guī)律，為其進一步放大提供理論基礎(chǔ)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（ANN）可以高精度和快速的模擬實驗結(jié)果，預(yù)測了吸附過程中的大吸附量和除塵過程中的分級效率，相比傳統(tǒng)的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式適用范圍更廣，相關(guān)系數(shù)達 0.99 以上；CFD 掲示超重力內(nèi)的流場特性，如錯流旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)液體分布、液膜厚度變化、壓降和停留時間分布等。

超重力多相流可視化研究

由于超重力旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，致使其內(nèi)部流體流動規(guī)律以及液滴破碎機制尚不清晰。基于粒子圖像測速系統(tǒng)(Particle Image Velocimetry, PIV)技術(shù)， 對超重力旋轉(zhuǎn)填料床、撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床、旋轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器內(nèi)部流體流動形態(tài)、 液滴粒徑、液滴速度分布等流動特性進行研究，建立了完整、可行的可視化研究方法。

采用 PIV 技術(shù)對撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床的流場液滴的分布、液滴破碎模式、速度分布以及湍動能分布等流場流體流動特性進行研究，結(jié)果表明撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床中的撞擊面直徑與撞擊初速度呈線性關(guān)系，在撞擊中心湍動能大，混合程度較高，而在邊緣處湍動能較小且

呈現(xiàn)隨機分布；撞擊后不形成回流，具有平推流反應(yīng)器的特性。通過撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床可視化研究，為 IS -RPB 的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論與指導(dǎo)。

超重力強化三次采油用聚丙烯酰胺溶解熟化技術(shù)

以聚合物驅(qū)為主的三次釆油技術(shù)已經(jīng)普遍釆用，常規(guī)聚合物配置站采用“分散-溶解（熟化）-外輸”的短流程配制工藝，制約配制能力的核心問題是熟化時間和熟化罐數(shù)量，熟化流程釆用平臺高架熟化罐攪拌熟化工藝，溶解環(huán)節(jié)所需時間很長，造成整個配置站設(shè)備體積龐大，數(shù)量多，占地面積大，投資和能耗高，建設(shè)周期長。

技術(shù)特點與優(yōu)勢：在超重力場中，聚合物懸浮液經(jīng)過旋轉(zhuǎn)填料的微細通道， 被旋轉(zhuǎn)的填料高頻擠岀，切割為液絲、液霧狀，使聚合物大分子鏈段間的作用力 快速減小，溶劑小分子滲入大分子鏈段的擴散速度瞬時加速，提高了溶解速度， 縮短了溶解時間。

應(yīng)用效果：（1）設(shè)備體積小，易于撬裝和分散布局；（2）溶解時間短，由傳統(tǒng)法的 2.5-3.0h縮短為10min；（3）設(shè)備數(shù)量少，投資省，建設(shè)周期短；（4）連續(xù)化生產(chǎn)，效率高，有利于

推廣應(yīng)用；（5）聚合物母液濃度均勻，質(zhì)量穩(wěn)定。

超重力技術(shù)制備甲醇柴油乳化燃料

釆用撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床作為乳化裝置制備甲醇柴油乳化燃料，是超重力技術(shù)在甲醇柴油乳化燃料制備工藝中的一次嘗試，是傳統(tǒng)工藝與高新技術(shù)的一次結(jié)合。本技術(shù)顯著的特色在于：油水兩相在撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置中高速剪切、強烈分散，制備的乳化柴油具有穩(wěn)定時間長、乳化劑用量少、粒徑分布均勻等特點，更重要的是制備乳化柴油為連續(xù)操作，實現(xiàn)了 “現(xiàn)做現(xiàn)用”。

本研究創(chuàng)新 IS -RPB 制備甲醇柴油乳化技術(shù)，可根據(jù)實際穩(wěn)定時間需求，添加少量乳化劑和助乳化劑，達到降低乳化成本的目的，幵辟了乳化柴油連續(xù)制備的新工藝，實現(xiàn)了高效、連續(xù)化操作?？赏茝V應(yīng)用于乳化石蠟、乳化涂料、乳化硅油等領(lǐng)域中。本研究獲自然科學(xué)基金資助，授權(quán)發(fā)明專利5件，專著1部，在Renewable Energy 等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文 28 篇，其中ESI高被引1篇。

超重力精餾技術(shù)

傳統(tǒng)精餾過程受重力場限制，氣液相界面積小，表面更新速度慢，傳質(zhì)傳熱系數(shù)低，精餾設(shè)備體積龐大、能耗高。

超重力精餾技術(shù)氣液相界面積數(shù)量級增大，相界面更新速度快，大大提高傳質(zhì)傳熱系數(shù)，傳質(zhì)単元高度比傳統(tǒng)精餾塔低 1-2 個數(shù)量級，氣相壓降為傳統(tǒng)精餾塔 的 1/3-1/2,投資費用與能耗大大降低。

本技術(shù)形成了 4-6t/h 處理量的超重力精餾裝備及工藝，可用于甲醇/水、乙醇/水、苯/甲苯等的分離，操作溫度：0-150°C ,操作壓力：一 0.095MPa-0.5MPa。?？蓡为毷褂茫部膳c現(xiàn)有塔聯(lián)合使用。

超重力催陳白酒技術(shù)

新蒸餾出來的酒一般比較辛辣、暴沖、刺激性味大，需要經(jīng)一定時間貯存， 才能使雜味消失。傳統(tǒng)的白酒自然老熟存在陳釀時間長、酒體損耗大、占地面積大、資金積壓嚴重等缺點。

本技術(shù)創(chuàng)新在于：

?創(chuàng)建催陳白酒的內(nèi)循環(huán)式超重力裝備與技術(shù)，獲得發(fā)明專利 (ZL200910075686.X)；

?實現(xiàn)了酒液在超重機內(nèi)的自循環(huán)流動，避免了酒體損耗，確保白酒基本品質(zhì)；

?白酒與含氧氣體在旋轉(zhuǎn)填料中進行微觀尺度接觸，強化白酒老熟過程中的分子締合、氧化，有效控制揮發(fā)分小分子脫除；

專業(yè)品酒師評價：超重力處理新鮮白酒 1 小時，可達到陳放 1-2 年的自然老熟 效果，酒體醇和綿軟。

超重力液-液萃取技術(shù)

在液-液萃取過程中，兩個液相的密度差小，而粘度和界面張力較大，兩相的混合與分離比氣-液傳質(zhì)過程（如吸收、精餾等）困難得多，為達到理想的萃取效果就需要萃取設(shè)備有很好的混合與萃取傳質(zhì)性能。

本技術(shù)研發(fā)了新型、快速、高效的超重力萃取設(shè)備-撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床（is- RPB）,利用其快速的混合特性，強化兩相液體的混合傳質(zhì)過程，獲得了 99%以 上的單級萃取效果。

本技術(shù)應(yīng)用于含酚廢水治理、稀醋酸溶液濃縮、銅礦浸出液提取等領(lǐng)域，萃取級效率高、相比范圍寬、停留時間短、無溶劑滯留、適應(yīng)性強、單位體積設(shè)備處理能力大、能耗低、易于工業(yè)化放大。

本技術(shù) 2006 年獲得山西省高?？萍歼M步一等獎。