环境化工

• 构建电促铁还原型芬顿氧化法降解水中4-硝基酚

  褚衍洋;张晓庆;吕瑞薇;沈鑫;白昕钰;

  以钛基氧化物涂层材料(Ti/SnO_2-Sb_2O_5-IrO_2)为阳极,碳纳米管修饰的石墨材料(GE-CNT)为阴极构建电化学系统,促进芬顿反应过程中Fe~(3+)还原,从而减少芬顿氧化法中铁盐加量和铁泥产生量。研究表明:GE-CNT具有良好的还原Fe~(3+)性能,其优化的阴极还原电位约为0.30 V(vs.Ag/AgCl),该电位下反应120 min时Fe~(3+)还原率达到85.7%。以Fe~(3+)为催化剂降解4-硝基酚的结果,证实了电化学还原Fe~(3+)促进芬顿反应的有效性。对比考察了电促铁还原型芬顿氧化法与普通芬顿氧化法降解4-硝基酚的效果,优化的条件下两者可获得近似的降解效果,但前者优化的H_2O_2与Fe~(2+)摩尔比为40∶1,而后者为20∶1。因此,相对于普通芬顿氧化法,电促铁还原型芬顿氧化法可显著减少芬顿反应初始Fe~(2+)投加量。

  2019年04期 v.47;No.362 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 885K]
  [下载次数：249 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：4 ]

材料科学

• K₂CO₃对Na₂SiO₃+K₂CO₃/MgO催化性能的影响

  付长亮;王少鹏;王宇飞;王利平;侯留成;

  为提高催化剂的性能,在CO_2、甲醇和环氧丙烷合成碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯反应的催化剂Na_2SiO_3/MgO中加入K_2CO_3,制得不同K_2CO_3质量分数的Na_2SiO_3-K_2CO_3/MgO催化剂。采用N_2吸附脱附、XRD、SEM和CO_2-TPD等表征方法对催化剂的孔结构、活性组分分布、表面形貌和活性位数量进行了测定;通过间歇反应釜对催化剂性能进行了评价;对反应条件进行了优化。当K_2CO_3的质量分数为17.5%时,催化剂具有较大的比表面积和孔容、较好的活性组分分布、较优的表面形貌、较多的催化活性碱位,并表现出较优的催化性能。在反应温度180℃、反应压力2.0 MPa、反应时间5 h、甲醇和环氧丙烷体积比为1.5∶1、搅拌转速200 r/min条件下,环氧丙烷的转化率达98.86%,碳酸二甲酯的选择性达54.67%,碳酸丙烯酯的选择性达30.89%,且催化剂的性能稳定。

  2019年04期 v.47;No.362 6-10+16页 [查看摘要][在线阅读][下载 2116K]
  [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]

传质过程及设备

• 静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫技术研究

  赵枫;吴璨;高哲;崔政伟;

  湿法烟气脱硫技术是当今世界上应用最广泛的烟气脱硫手段,但是昂贵的基建和运行成本极大地限制了其进一步的发展。开发了一套喷射混合器组合螺旋切割强化气液传质的湿法烟气脱硫系统,考察了烟气SO_2质量浓度、脱硫剂质量分数、烟气流量以及脱硫剂循环流量对烟气脱硫效果的影响,并与喷射混合接触方式下的脱硫效果进行了对比实验研究。结果表明:当脱硫剂质量分数为15%,烟气SO_2质量浓度为3 000 mg/m~3,烟气流量为18 m~3/h,脱硫剂循环流量为250 mL/min的时候,系统脱硫效果最佳,出口烟气SO_2质量浓度为0 mg/m~3;静态螺旋切割气液接触方式下,系统脱硫率相较于单独喷射混合提高了7.64%。采用螺旋切割装置强化烟气脱硫,能够显著提高系统的烟气脱硫效率,可达到超净排放,并能实现湿法烟气脱硫系统的高效化、小型化。

  2019年04期 v.47;No.362 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1375K]
  [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ]

• 富氧燃烧烟气高压同时脱硫脱硝及液相产物氧化

  程潜;刘敦禹;陈军;李伟;金晶;

  富氧燃烧烟气高压脱硫脱硝是控制污染物排放的主流技术,资源化回收吸收产物中硫酸和硝酸是降低净化成本的关键。通过差分吸收光谱和分光光度法对高压鼓泡反应器同时脱硫脱硝过程中的气液产物进行测量。发现NO/SO_2体积分数比会影响NO和SO_2的吸收效率,φ(NO)/φ(SO_2)>1,SO_2促进NO吸收,φ(NO)/φ(SO_2)<1,SO_2抑制NO吸收。最优液相氧化压力为1.5 MPa,NO可催化液相中H_2SO_3氧化,φ(NO)/φ(SO_2)<1时,SO_2抑制HNO_2氧化,当φ(NO)/φ(SO_2)>1时,SO_2对HNO_2氧化无明显影响,但H_2SO_3氧化率略有降低。综合考虑,最优的φ(NO)/φ(SO_2)比为1,此时NO和SO_2的吸收率和氧化率都较高。气相中有HONO产生,这导致对NO吸收率的高估,采用拉曼光谱证明吸收过程中产生的氮硫化合物主要为HADS。

  2019年04期 v.47;No.362 17-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1136K]
  [下载次数：179 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ]

传热过程及设备

• 螺旋椭圆管换热器传热特性与阻力特性研究

  卫利峰;高文志;李勇;赵欣颖;

  旨在研究螺旋椭圆管式换热器管内流动换热性能。借助CFD数值模拟方法分析了流体入口角度θ和椭圆截面长短轴之比a/b对螺旋椭圆管式换热器管内流动和换热的影响,并且利用综合传热增强因子PEC评价了换热器的综合换热性能。结果表明:螺旋椭圆管内存在二次流,导致螺旋椭圆管截面内温度梯度和速度梯度径向分布不均;在研究范围内,θ增大,努塞尔数Nu增加,摩擦系数f提高,综合换热性能增加;θ>45°时,螺旋椭圆管综合换热性能优于螺旋圆管。θ一定时,a/b越大,综合换热性能越好。通过对多种不同结构的螺旋椭圆管进行多工况数值模拟后,修正了现有的准则关联式,提高了准则关联式的准确度。

  2019年04期 v.47;No.362 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1236K]
  [下载次数：542 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：3 ]

• 戊烷液滴群在水中汽化传热的实验研究

  付海玲;王一平;黄群武;

  采用频闪摄影的实验方法研究直接接触汽化传热过程中戊烷液滴群的行为及与传热系数的关系,在研究的基础上总结了戊烷与水直接接触汽化传热的机理。分析了戊烷进口流量、水温、测试高度对戊烷与水液液界面面积的影响,进一步分析了泡滴上升速度、测试高度、戊烷汽化率对戊烷泡滴传热系数的影响。实验结果表明:随着测试高度和水温的增加,液液传热面积逐渐减小,而戊烷的流量增加使得单位体积的传热面积增加;连续相水的剧烈湍动和液液界面的频繁更新使得传热系数增加;流体的混合强度越大,越有利于减小传热热阻,促进水主体与界面水的传热。

  2019年04期 v.47;No.362 29-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K]
  [下载次数：108 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ]

化工热力学

• 传热不可逆及对有机朗肯循环影响热力学分析

  李新国;吴晓松;王竞逸;

  提出建立传热匹配度与传热不可逆度,并结合生态学函数对有机朗肯循环进行分析。基于模拟有机朗肯循环的梯形循环,建立循环性能(净功、热效率、■效率和生态学函数)与传热不可逆性(不可逆度与传热匹配度)之间的数学关系,研究传热不可逆对循环性能的影响。结果表明:基于工质热源转折温度,无极值循环的循环性能高于有极值循环。生态学函数综合反映了系统的循环性能与不可逆损失的输出净效益,可作为评价、选择热力循环、工质筛选及合理运行工况的新方法、指标。

  2019年04期 v.47;No.362 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
  [下载次数：214 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：4 ]

• HC-290+HFC-134a体系汽液平衡的测量与关联

  唐晓博;杨志强;寇联岗;曾纪珺;韩升;吕剑;

  HC-290/HFC-134a混合制冷剂具有在空调制冷系统中替代R22的应用潜力。混合制冷剂的汽液平衡性质在工程应用中具有重要意义,然而,HC-290/HFC-134a混合制冷剂在285—313 K温度区间的汽液平衡数据还鲜有报道。文中采用气相循环法测量了HC-290+HFC-134a二元体系在273.14—313.15 K的等温汽液平衡,选用Peng-Robinson(PR)状态方程结合van der Waals(vdW)混合规则对实验数据进行了关联计算,并推算了275.00,283.15和285.00 K的汽液平衡数据,与文献值进行对比,获得了较好的一致性。实验结果表明:HC-290+HFC-134a体系在实验温度范围内具有很强的最高共沸,且共沸组成和共沸压力随温度的升高而增大。此研究为HC-290+HFC-134a体系的工程应用提供了数据参考,也为汽液平衡数据库补充新的内容。

  2019年04期 v.47;No.362 40-44+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1057K]
  [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ]

化工流体力学

• 同轴异速桨在丙烯淤浆反应釜中的流场研究

  吴裕凡;王修纲;麦永懿;曹育才;

  针对丙烯聚合反应过程,设计了一种同轴异速桨,基于CFD对反应过程进行了数值模拟。建立12 m~3反应釜模型,采用多重参考系方法MRF、Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型模拟搅拌过程,获得了反应3个阶段釜内流体的速度场及浓度场。结果表明:同轴异速桨可以使釜内流体轴向和径向都有着很好的交换;其在反应的各个阶段都能使流体得到很好的混合;桨的转速对混合效果有着较大的影响,随着反应的进行,应逐渐增加折叶桨转速。

  2019年04期 v.47;No.362 45-49+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2077K]
  [下载次数：208 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：3 ]

反应工程

• 高铁高钙煤灰载氧体反应特性及机理分析

  林黎明;刘敦禹;金晶;程潜;

  运用TGA在CO/Air的氛围下,对灰的反应性能以及循环特性进行测试。通过XRD和SEM,研究了灰在不同温度下反应过程中物质结构和微观形貌变化。结果表明:灰的释氧量约为21%,最佳的反应温度为850℃且具有良好的反应性能及循环能力。XRD检测结果显示灰中主要载氧物质为Fe_2O_3和CaSO_4,还原过程中Fe_2O_3被还原为Fe/FeS,CaSO_4被还原为CaS。SEM结果显示,不同温度反应后灰表观形貌变化不大。灰反应机理:在样品表面,CO/O_2与反应物接触并反应;随着产物层逐渐加厚,这时反应的发生依赖于O在产物层中扩散及物质间的固固反应。

  2019年04期 v.47;No.362 50-54+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K]
  [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ]

• 剂油比调变方式对DCR装置评价的研究

  孟凡芳;孙雪芹;姜健;王智峰;侯凯军;高永福;

  采用DCR催化裂化评价装置,选取2种不同的催化剂,考察剂油比调变方式对剂油比及产品分布的影响,以指导DCR装置的评价及工艺开发,其中剂油比的调变采取3种方式,即原料油温度、再生剂温度、反应温度。实验结果表明:原料油温度每降低90℃、再生剂温度每降低30℃或者反应温度每增加15℃,对于催化剂A,剂油比增加1个单位左右;对于催化剂B,剂油比增加0.9个单位左右。同种原料油,同样的剂油比调变方式,不同类型的催化剂条件下,对剂油比的影响不大。因此,在DCR装置评价不同催化剂时,可参考其他催化剂裂解同种原料油条件下的剂油比调变方式,会进一步提高对同一家炼厂进行市场服务的效率。

  2019年04期 v.47;No.362 55-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
  [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ]

煤化工

• 加压流化床气化飞灰造粒及其燃烧特性研究

  程相龙;郭晋菊;曹敏;马名杰;郭卫杰;董文博;

  流化床气化飞灰造成严重粉尘污染,也大大降低气化效率。文中以U-GAS加压气化炉的飞灰为原料,探讨了圆盘造粒和对辊造粒的工艺条件及造粒产品用作锅炉原料的可行性。结果发现飞灰和造粒配煤以质量比1∶1造粒为宜,圆盘造粒要求水质量分数不低于30.7%,对辊造粒要求较低。造粒产品与锅炉原煤的热重曲线均呈"Z"字形,拐点温差小于15℃,着火温度相差8℃,燃尽温度相差20℃,综合燃烧特性指数分别为11.37×10~(-7)和16.43×10~(-7),燃烧性能差别小,可作为锅炉原料,避免了飞灰单独入炉燃烧造成的烟道超温现象。2种工艺经济性均较好,圆盘造粒产品含水量高,须设置干燥及冷却设备,对辊造粒如果成型前水分较小,可以省去干燥工段,大大减少投资,是首选的造粒工艺。

  2019年04期 v.47;No.362 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K]
  [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ]

• 两类气化技术在SNG项目的应用比较

  和有元;

  气化技术是SNG项目的关键技术,影响项目的能效、煤耗、成本、经济效益等。固定床气化技术和气流床气化技术比较成熟,应用广泛。通过对两类气化技术在SNG项目的技术经济对比分析,可为SNG项目的气化技术选择提供一些指导。在分析SNG项目的工艺技术路线和两类气化技术的特点的基础上,探讨了在SNG项目应用的技术优劣势,并以大同煤制气项目为例对投资和经济效益进行了对比分析。结果表明:固定床气化技术在投资、生产成本和经济效益方面具有比较明显的优势,气流床气化技术则在设备大型化、污水处理方面具有一定的优势。综合来看固定床气化技术更适合于SNG项目。最后分析了固定床气化炉应用的前景和改进的方向。

  2019年04期 v.47;No.362 65-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1020K]
  [下载次数：130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ]

过程模拟

• 耦合热解-气化过程的两段气流床工艺模拟研究

  高瑞;代正华;黄波;黄荐;王辅臣;

  提出了一种新型的两段循环气流床工艺,其一段炉内煤焦充分气化生产的高温合成气,为二段炉内煤的热解供热,二段炉内产生的煤焦循环再回一段炉。使用Aspen Plus模拟软件开发了两段气流床气化模型,考察了一段给氧量和二段炉膛停留时间对两段循环气流床工艺和焦油质量分数的影响。提高一段给氧量,可以降低合成气中焦油的质量分数,但是系统冷煤气效率及甲烷的产量也在减少;增加二段炉膛反应停留时间能够有效降低合成气中焦油的质量分数。调节一段炉温为1 400℃,二段炉膛停留时间为6 s,合成气中焦油的质量分数可降至93.21×10~(-3) kg/kg(以单位煤基计),系统的冷煤气效率可达86.21%,甲烷的产率可达76.80×10~(-3) m~3/kg(以单位煤基计)。

  2019年04期 v.47;No.362 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1225K]
  [下载次数：392 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：3 ]

化工工艺

• 生产促进剂M废树脂制备苯并噻唑的工艺研究

  赵增兵;成兰兴;苏晗;王毅楠;陈波;高青环;岳艳荣;

  以废树脂为原料,通过改进氧化工艺,采用环保型氧化剂双氧水直接氧化制备苯并噻唑,附加值高,变废为宝,改善生态环境。以苯并噻唑收率为考察指标,探讨了投料比(甲苯/树脂)、氧化剂比例(双氧水/树脂)、反应时间、反应温度等因素对氧化反应的影响。最佳工艺实验条件:投料比(甲苯/树脂)2倍、氧化剂比例(双氧水/树脂)1.22倍、反应时间8 h、反应温度60℃。此工艺不经过氢氧化钠溶解过滤步骤直接用双氧水氧化,直接用甲苯溶解原料,省去甲苯萃取步骤,简化工艺流程,节约大量成本,同时废水含盐量大大降低,后续处理较容易。可为生产促进剂M产生的废树脂资源化利用提供一条新工艺方法。

  2019年04期 v.47;No.362 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K]
  [下载次数：202 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ]
下载本期数据