化工学报杂志

流态化与物质相变的相似性

关键词: 相变  多相流  流态化  复杂系统  竞争  协调  

通常单组分多相系统随着温度的变化会呈现固态、液态和气态三种不同的结构和性质,而固体颗粒和流体组成的多相系统在循环流化床中随着气体流速的升高也会经历鼓泡、湍动和快速流化三种结构。两类体系虽然呈现不同的结构和性质,但是用介科学的概念对体系状态、区域过渡参数、驱动系统状态演变的能力、体系的控制机制等进行类比和分析,其物理根源...

矿石资源中锂的提取与回收研究进展

关键词: 锂矿石  锂提取  沉淀  回收  污染  综合利用  

近年来锂的开发随着新型能源的大规模应用得到快速发展。锂矿石是提取锂产品的主要来源之一,矿石提锂高效清洁工艺开发与资源综合利用是该领域发展的必然趋势。在分析锂矿石组成及结构特点的基础上,对酸法、碱法、盐法等典型提锂工艺进行了综述,重点讨论了锂生产过程中存在的环境污染及资源综合利用问题。酸法提锂工艺中锂回收率高,但酸性浸出液...

随机温度信号互相关法测量吸热型碳氢燃料密度

关键词: 碳氢化合物  超临界流体  互相关法  密度  测量  

为实现超临界压力下吸热型碳氢燃料密度的准确测量,以相关测量技术为基础,设计搭建了一套密度在线测量系统。该系统在间距148mm的管道上下游安装两只具有相同热电特性的K型热电偶作为互相关法的传感器,通过对热电偶检测到的随机温度信号进行相关计算,得出该信号经过上下游热电偶的延迟时间,计算得到流体截面的平均流速,在已知质量流量后,根据质...

几种单层桨搅拌槽内宏观混合特性的比较

关键词: 搅拌容器  向心桨  混合  功率  混合效率  优化设计  

为了丰富对向心桨的混合特性的认识,比较了向心桨、Rushton桨、三斜叶桨和穿流桨的单层桨搅拌槽内的宏观混合特性,考察了搅拌转速、桨叶离底高度对搅拌槽混合时间和功率特性的影响。结果表明,四种桨的宏观混合时间均随着搅拌转速的增加而减少,搅拌功率均随转速的增加逐渐增大。当转速相同时,四种桨型中Rushton桨的功率消耗最大,三斜叶桨功率消耗...

蒸发热水塔内固体颗粒对气泡运动的影响

关键词: 塔器  气泡运动  可视化实验  固体颗粒  传热  传质  

以蒸发热水塔为研究对象进行可视化实验,借助高速摄像机以及图像处理软件研究热水塔内单孔筛孔塔板上方单个气泡的运动周期及运动特性,孔径为3mm,在蒸汽中加入不凝性气体N2和N2/固体颗粒的混合物,研究固体颗粒对气泡生成、破碎与过程的影响。实验结果表明:气泡整个生长周期包括生成区、上升区、破碎区。气泡长径比在生成区由大变小,在上升区先增...

纯水静态闪蒸起始阶段气泡群时空分布规律的实验研究

关键词: 静态闪蒸  气泡群  时间分布  空间分布  压降速率  

设计搭建了静态闪蒸实验台,利用高速摄像对不同压降速率下纯水静态闪蒸起始阶段气泡群的时间和空间分布规律开展了实验研究。实验中液膜初始厚度为0.2m,压降速率为0.27~0.64MPa·s^-1。实验结果表明:气泡群主要出现在压力陡降段。在时间分布上,压降速率越大,气泡群出现的时间越早,气泡数目增长越快,且气泡群数目达到最大值所需要的时间越短。在空...

CO2管内流动沸腾换热模型评价研究

关键词: 二氧化碳  流动沸腾  干涸  传热系数  

CO2由于良好的环境特性和优良的热力学特性,被认为是一种理想的替代制冷剂。与传统制冷剂相比,CO2有着十分不同的流动沸腾换热特性。然而现有的换热关联式都是基于各自的实验数据拟合得出,由于数据点太少和变量参数范围受限导致关联式的预测结果大相径庭。所以建立更加全面的CO2管内流动沸腾换热数据库对不同换热模型进行对比分析,对于深入了解C...

乙醇和正丁醇添加剂对喷雾冷却的影响

关键词: 喷雾冷却  乙醇  正丁醇  传热  最佳浓度  

喷雾冷却是高功率电子器件冷却领域最具有发展前景的散热方式。利用在去离子水中添加不同浓度低醇类(乙醇、正丁醇)添加剂以提升喷雾冷却换热性能的方法,搭建了喷雾冷却实验平台并就添加剂浓度对传热特性的影响进行了实验研究。实验结果表明在去离子水中加入乙醇和正丁醇,存在强化换热的最佳添加剂浓度。在还未达到最佳浓度值之前,添加剂浓度越...

CO2羽流地热系统热开采过程热流固耦合模型及数值模拟研究

关键词: 岩层  热储  热流固耦合  二氧化碳  地热系统  多孔介质  数值模拟  

建立了CO2羽流地热系统(CPGS)热开采过程的热流固(THM)耦合模型,结合五点布井方案和多岩层三维几何模型,对一理想热储进行CPGS热开采数值模拟。分析了CPGS热开采过程中热储内的岩体变形特征及其对系统采热性能的影响,并研究了THM耦合下热储初始孔隙率对CPGS热开采的影响。结果表明:CPGS的运行会引起岩体的冷却收缩,造成热储表观体积的减小和热储...

新型热源塔溶液再生系统非稳态特性分析与实验研究

关键词: 非稳态  沸腾冷凝  再生效率  热源塔  

针对热源塔冬季运行时存在的吸湿问题,构建了一种新型热源塔溶液再生系统并对其进行实验测试。考虑到系统在初始运行时需要建立平衡的温度场且系统运行时存在溶液不断变浓的现象,对该溶液再生系统启动时的非稳态特性进行了研究,获取了各运行参数随初始运行次数的变化规律,同时对不同浓度下各运行参数变化规律进行了实验分析。实验结果表明:初始...

气泡驱动液固流化床内二元颗粒的流化行为

关键词: 流化床  气泡  多相流  初始流化气速  固含率  气含率  

采用密度稍重于和稍轻于流体的两种颗粒,研究了气泡驱动液固流化床内二元颗粒的流化行为。通过测量压差和拍摄视频的方法确定了初始流化气速Uin,g、固含率和气含率。重颗粒的Uin,g通过流化床底部的压差变化确定,轻颗粒的Uin,g则通过观察得到。研究表明,在气泡驱动的液固流化床内,重颗粒和轻颗粒的初始流化气速都随藏量的增加而增加,但重颗粒增加...

循环风量对新型家用纯净水机制冷系统及制水性能的影响

关键词: 纯净水机  蒸气压缩制冷  循环风量  系统性能  传热  传质  

高温区大冷量脉管制冷机优化设计与实验特性

关键词: 高温区  大冷量  脉管制冷机  线性压缩机  动力学模型  动态仿真  优化设计  

设计了一台名义制冷量为50W/170K的大冷量脉管制冷机,采用对置活塞式动磁线性压缩机驱动,冷指的蓄冷器和脉管部件为同轴布置,采用惯性管-气库组合的被动调相机构。根据电磁-机械-声耦合场原理,建立了脉管制冷机动力学模型,对负载下的压缩机特性进行了动态仿真。为达到整机的谐振状态,对压缩机质量-弹簧系统进行了调整。整机质量(不含电控部分)小...

环丁砜处理磺酸树脂高效催化聚甲氧基二甲醚合成

关键词: 聚甲氧基二甲醚  甲缩醛  三聚甲醛  磺酸树脂  环丁砜处理  

聚甲氧基二甲醚(DMM3~7)作为柴油添加剂可提高柴油十六烷值和燃料利用率,具有广阔应用前景。以环丁砜处理后的磺酸树脂为催化剂,用于甲缩醛(DMM)和三聚甲醛(TOX)合成DMM3~7反应,系统地研究了不同条件因素对反应过程中原料转化率和产物选择性的影响,并推断了反应机理。发现:反应体系中含有不同微量(mg/kg级)H2O对原料转化率和产物选择性影响较大;...

尿素(520)晶面可控结晶的分子动力学模拟

关键词: 分子模拟  晶貌  添加剂  吸附  聚集  

由于尿素结晶呈白色针状,晶貌单一,且传统结晶工艺不可控,严重影响药物的一致性评价结果。采用分子动力学模拟方法,从分子水平上研究不同种类的添加剂对尿素晶体生长的调控作用,揭示添加剂对药物晶体生长的调控机制。结果表明:①六种添加剂(海藻糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇、赖氨酸、精氨酸)在101.325kPa、290K下相较于无添加剂时都能不同程度地抑...

甲醇制丙烯分离流程的研究与优化

关键词: 甲醇制丙烯  模拟优化  分离流程  吸收  热偶合精馏  

以170万吨/年甲醇制丙烯(MTP)实际装置为背景,对MTP分离流程进行了研究和优化,借鉴石脑油乙烯装置分离的经验,并针对MTP产品气的组成特点,优化形成了适合MTP产品气分离的顺序、前脱丙烷和前脱乙烷分别组合装置自身物料做吸收剂的中冷油吸收技术的三种分离流程,省去了乙烯制冷系统。通过对全流程模拟计算数据的对比分析,优选出了前脱乙烷组合装置...

基于COSMO-RS方法筛选离子液体分离乙酸乙酯-乙腈共沸物

关键词: 乙酸乙酯  乙腈  离子液体  选择性  

采用COSMO-RS方法探究了不同离子液体在分离乙酸乙酯-乙腈共沸物系中的应用;通过预测值与实验值的对比,验证了COSMO-thermX预测离子液体分离效果的准确性。离子液体的选择性和不同离子液体对乙酸乙酯-乙腈近沸点处相对挥发度的影响为指标,计算和分析了17种阳离子和13种阴离子组成的221种离子液体对乙酸乙酯-乙腈共沸物系的分离效果的影响规律。...

基于响应曲面法的旋风分离器结构优化

关键词: 旋风分离器  响应曲面  cfd数值模拟  结构优化  颗粒  

为了优化旋风分离器的分离效率和能量损耗,确定影响旋风分离器性能的主要结构参数,采用响应曲面模型和CFD数值模拟,以排尘口直径(Dd)、排气口直径(De)、入口速度(V)为设计变量,以压降和总分离效率为目标函数,进行三因素的优化设计分析。研究结果表明,排尘口直径对压降和分离效率影响不大,排气口直径与速度对压降和分离效率影响显著,且排气口直径...

湿法脱硫后烟气腐蚀现场实验研究

关键词: 煤燃烧  沉积物  烟道气  腐蚀  烟气再热器  排烟脱白  

基于提升排放烟羽高度以及排烟脱白的需求,必须对燃煤锅炉烟气湿法脱硫后的湿烟气进行妥当处理。但湿法脱硫后的湿烟气腐蚀性很强,将对下游设备造成严重腐蚀。本文在91MW层燃供热锅炉湿法脱硫系统后烟道进行了现场腐蚀实验,测试和评估了5种钢材的耐腐蚀能力。实验结果表明,钢材的表面温度对腐蚀过程具有关键影响。随着表面温度的升高,钢材的腐蚀...

碱对镀锌铁表面CaCO3污垢生长特性的影响机理研究

关键词: 碱  镀锌铁  结垢  失钙率  晶型晶貌  

为解决因水结垢造成的管线堵塞问题,提出了变被动结垢为主动结垢的思路。针对某油田注入水,以镀锌铁为研究基质,综合动态模拟剪切实验以及SEM、EDS和浊度测试,探究碱类型和浓度对CaCO3污垢生长特性的影响机理。结果表明5种常用碱——碳酸钠Na2CO3、碳酸氢钠NaHCO3、三乙醇胺TEOA、氢氧化钙Ca(OH)2和氧化钙CaO对污垢结垢量、失钙率及结垢诱导期影...

产蒎烯人工酵母细胞的构建

关键词: 代谢工程  合成生物学  蒎烯  酿酒酵母  

蒎烯可衍生为高能量密度燃料,但在酿酒酵母中的全生物合成却未见报道。酿酒酵母由于拥有强大的蛋白表达和翻译后修饰系统以及完整的内膜系统,相比于大肠杆菌等原核生物更适于P450等蛋白的表达,因此将酿酒酵母作为宿主细胞,对于蒎烯或者其他物质实现如"疯狂碳环"的高能量化是至关重要的。本研究在酿酒酵母底盘中表达内源焦磷酸香叶酯合成酶(ERG20...

影响多步脱氢酶CrtI功能的关键结构特征探索

关键词: 酶  合成生物学  生物催化  八氢番茄红素脱氢酶  多步脱氢反应  酶的活性中心结构  

在生物体内存在可催化多步连续反应的通用酶,对生物代谢过程具有重要作用。八氢番茄红素脱氢酶(CrtI)作为典型代表,可以催化多步连续脱氢反应,生成番茄红素等具有重要价值的产物。本文以酿酒酵母为底盘研究CrtI的催化功能特征。首先通过组合设计与筛选番茄红素合成路径中的三种外源酶CrtE、CrtB和CrtI,发现CrtI是主要的限制因素,且三孢布拉氏霉...

高温干燥对褐煤孔隙结构及水分复吸的影响

关键词: 褐煤  干燥  吸附  孔隙结构  分形  复吸  

利用卧式固定床实验炉制得不同温度下干燥处理的煤样,采用低温氮吸附法测试煤样的比表面积、孔体积和孔径分布等孔隙特征参数,使用复吸实验装置测定不同干燥程度褐煤煤样的平衡含水量,探索了高温干燥处理后褐煤孔隙结构的演变与其复吸特性之间的关联规律。结果表明:褐煤原煤及不同干燥温度(600~800℃)下半焦的等温吸附曲线均属于第Ⅱ类吸附等温...

rGO-Fe3O4活化过硫酸盐处理酸性红73

关键词: 还原石墨烯  四氧化三铁  高级氧化  单线态氧  过硫酸钠  

采用共沉淀法制备了还原石墨烯纳米片和磁铁矿复合材料(rGO-Fe3O4)。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电镜(TEM)对其进行了表征。以酸性红73(AR73)为目标物,研究了rGO-Fe3O4活化过硫酸盐(PS)处理酸性红73的效能,考察了催化剂投加量、PS浓度、溶液初始pH以及反应温度的影响。结果表明,室温下催化剂投加量为1.0g/L、PS的浓度为1.0g...

天然气内重整和外重整下SOFC多场耦合三维模拟分析

关键词: 天然气  计算机模拟  内重整  外重整  固体氧化物燃料电池  

内重整(IR)和外重整(ER)是固体氧化物燃料电池(SOFC)以天然气(NG)为燃料时的两种工作方式,不同重整方式下的电池性能、效率也不尽相同。借助有限元分析软件COMSOLMultiphysics^■5.2,以天然气为燃料,建立了电池组成为Ni-YSZ//YSZ//LSCF-GDC的ER-SOFC和IR-SOFC两种三维单电池模型。模拟结果表明:相同条件下,IR-SOFC具有比ER-SOFC更高的功率密度、...

小球藻对奶牛场沼液处理能力及生物质生产的探究

关键词: 小球藻  奶牛场沼液  营养去除  生物质生产  资源利用  

为资源化处理奶牛场沼液、探究小球藻Chlorella vulgaris NIES-227对奶牛场沼液的处理能力以及生物质利用潜力,在柱式光生物反应器中利用小球藻处理沼液占比分别为25%、50%、75%和100%4种不同浓度的未灭菌污水。研究结果显示,各浓度污水中总氮、总磷和COD的去除率分别为36.0%~92.5%、42.8%~100%和6.9%~32.2%。在沼液占比为25%的污水中氮磷的去除...

预水解强度对相思木硫酸盐法制浆黑液性质的影响

关键词: 生物质  水解  黑液  水热  硫酸盐制浆  

MFC-MEC耦合系统产电性能及处理含镉重金属废水的研究

关键词: 生物反应器  耦合系统  电性能  废水  还原  沉积物  

以厌氧活性污泥为阳极菌种,乙酸钠为阳极底物,硫酸铜和重铬酸钾溶液为微生物燃料电池(MFC)阴极液,人工模拟含镉重金属废水为微生物电解池(MEC)阴极液,构建MFC-MEC耦合系统,利用MFC的产电驱动MEC运行,在不消耗外部能源的情况下,实现含镉重金属废水中Cd^2+的去除。实验研究了MFC反应器容积、MFC堆栈、MEC电极材料、MEC阴极液pH对MFC-MEC耦合系统电...

CO2-原油体系发泡特性实验研究

关键词: 二氧化碳  石油  泡沫  分离  降压  搅拌  

为研究CO2驱油田分离器内泡沫层产生及消除机理,设计了一套高压溶气原油泡沫测试系统,采用降压法研究了CO2-原油体系的发泡特性。利用高速摄像机对泡沫产生至衰变的演变过程进行了记录,总结分析了不同降压阶段的气泡行为,研究了降压速率和搅拌速率对原油发泡特性的影响规律。研究发现,随压力降低,稳定存在气泡的直径增大,气泡位置上移,发泡行为...

一种天然气液化和CO2捕集相结合的余热回收发电系统

关键词: 天然气  液化  发电  co2捕集  优化  

针对余热回收和能源利用的问题,以液化天然气(LNG)作为冷源,稠油开采废气作为热源,提出了一种结合天然气液化和废气发电与CO2捕集的余热回收利用系统。分析了关键热力学参数对系统热力学性能的影响。结果表明:对于有机朗肯循环和制冷循环,增加透平膨胀机的进口温度,降低其出口压力以及减少制冷循环压缩机进出口的压缩比,可获得最大净输出功为454...

双响应性嵌段聚合物的纳米孔开关效应的计算机模拟

关键词: 计算机模拟  纳米孔  聚合物  ph响应性  温度响应性  开关效应  

利用计算机模拟方法(耗散粒子动力学)研究了双响应性嵌段聚合物修饰的纳米孔的开关效应。通过在纳米孔内接枝具有温度和pH响应的嵌段聚合物(N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸),研究不同嵌段序列(即wall-PNIPAM-PAA或wall-PAA-PNIPAM)对纳米孔开关效应的影响,结果表明,只有wall-PNIPAM-PAA嵌段序列可以实现纳米孔在不同条件下的开关效应。同时还探究了接...

石墨烯基气凝胶对有机物的饱和吸附能力

关键词: 气凝胶  石墨烯  纳米材料  吸附  有机化合物  

以Pickering乳液法进行了石墨烯基气凝胶(GA)的制备,并以纯有机物和水中乳化油分为吸附对象,对其饱和吸附能力进行了评价,综合对比了不同研究者利用碳纳米材料所制备碳基气凝胶对纯有机化合物的吸附能力,发现包含本文所制备的GA在内的各种碳基气凝胶对不同的有机物的吸附能力与有机物的密度成正比,表明单位质量碳基气凝胶吸附有机物的体积(cm3?g...

癸醇-棕榈酸/膨胀石墨低温复合相变材料的制备与性能

关键词: 复合材料  相变  热传导  吸附  稳定性  

为了寻求温度段在2~3℃的低温相变材料,采用低共熔法,以理论计算为基础制备了癸醇-棕榈酸(DA-PA)二元复合相变材料。为提高其热导率,利用膨胀石墨(EG)的多孔特性,制备了最佳质量比为15∶1的DA-PA/EG复合相变材料。通过DSC、步冷曲线、红外光谱测试、SEM、HotDisk热常数分析、高低温循环实验对复合相变材料的结构和性能进行了研究。实验结果表明,...

自组装法制备PVDF-SiO2/PVSQ超疏水复合膜及膜蒸馏抗污染性能

关键词: 膜  蒸馏  二氧化硅  超疏水  聚偏氟乙烯  自组装  

采用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMOS)对SiO2疏水改性,通过自组装法,将改性SiO2接枝在商业PVDF(聚偏氟乙烯)膜表面,使其表面达到超疏水。利用场发射电子显微镜、红外光谱仪、接触角测量仪及毛细流孔径分析仪等仪器对改性前后膜的表面形貌、化学组成、接触角及孔径变化等性能参数进行表征。结果表明,VTMOS不仅对SiO2疏水改性,还通过自身的水解缩聚反应,...

还原温度对氧化石墨烯的湿度-甲醛交叉敏感性能的影响

关键词: 氧化石墨烯  还原  含氧官能团  化学分析  吸附  脱附  交叉灵敏  

以氧化石墨烯溶胶为前体,通过旋涂工艺制备薄膜型气敏元件,在低温80~180℃下进行热处理,获得系列不同还原程度的还原氧化石墨烯气敏元件,采用XRD、AFM、FT-IR、XPS对样品的层结构、薄膜厚度及含氧官能团变化属性进行表征,将气敏薄膜元件在相对湿度为11.3%~93.6%的范围内进行预湿处理,并测定元件对甲醛气氛的敏感性能。结果表明:随热还原处理温度...

Co-Fe-Pd纳米粒子的可控制备及其氧还原催化性能

关键词: 纳米粒子  催化剂  辐射  电化学  转移电子数  

以Co(COOH)2、FeCl3和PdCl2为原料,柠檬酸为稳定剂,乙醇为加速剂,采用超声辅助制备Co-Fe-Pd金属纳米粒子,并评估其氧还原反应(ORR)电催化性能。研究结果表明,Co-Fe-Pd金属纳米粒子平均粒径约3~5nm,由于Co、Fe固溶于Pd晶格,使Co-Pd、Fe-Pd和Co-Fe-Pd纳米粒子仅显示Pd衍射峰,且伴有不同程度的宽化;相比于Co-Fe、Fe-Pd或Co-Pd纳米粒子,三元Co-Fe-Pd...

马来酸酐/二乙烯基苯接枝聚乳酸对微晶纤维素/聚乳酸复合材料性能的影响

关键词: 聚乳酸  复合材料  二乙烯基苯  流变学  界面  

研究了马来酸酐(MAH)/二乙烯基苯(DVB)接枝聚乳酸(PLA-g-DVB/MAH)对微晶纤维素(MCC)/聚乳酸(PLA)复合材料性能的影响。首先采用熔融接枝法,将DVB作为MAH的共聚单体接枝到PLA分子链上制备PLA-g-DVB/MAH接枝聚合物,然后以PLA-g-DVB/MAH为相容剂,采用注射成型法制备MCC/PLA复合材料。利用FTIR对PLA-g-DVB/MAH进行表征,探究了PLA-g-DVB/MAH对MCC/PLA...

高温除尘碳化硅膜的制备及其抗腐蚀特性

关键词: 除尘  碳化硅陶瓷膜  气氛烧结  保温时间  耐腐蚀  

采用喷涂法在碳化硅(SiC)支撑体上覆膜,根据碳化硅材料的氧化特性,设计了有氧烧结和氩气烧结随温度转换的组合烧结制度,并通过优化保温时间降低碳化硅陶瓷膜烧结成本。研究结果表明,新的烧结制度能有效地控制有氧烧结阶段产生的二氧化硅(SiO2)量,并促进其与烧结助剂氧化锆(ZrO2)等在气氛烧结阶段的反应,反应生成的锆英石相和添加莫来石相共同形...

分子动力学模拟研究两亲聚合物与疏水纳米粒子自组装核-壳结构

关键词: 聚合物  纳米复合材料  粗粒化  分子模拟  自组装膜  

基于Martini力场采用粗粒化分子动力学模拟研究了Pluronic嵌段共聚合物在疏水纳米表面自组装膜结构,考察了Pluronic嵌段共聚合物结构对自组装单分子膜结构的影响。模拟结果发现Pluronic聚合物在疏水纳米表面自组装形成了以纳米材料为核,聚合物为壳的特殊核-壳结构。聚合物的浓度和结构都会影响该壳层结构,在浓度较低时,聚合物EO嵌段卷曲地附着在...

MoO3掺杂对二氧化硅吸附Cu(Ⅱ)影响的Monte Carlo模拟

关键词: monte  carlo模拟  密度泛函理论  吸附  微量热技术