节能减排

• 带中间再沸器的大温差体系热泵精馏工艺

  杨德明;蒋宇;朱碧云;顾强;高晓新;

  基于大温差体系的分离特点,提出了带中间再沸器的MVR热泵节能精馏工艺。使用Aspen Plus流程模拟软件,采用软件中Radfrac模块模拟精馏塔,对该体系的常规精馏、常规MVR热泵精馏、带中间再沸器的MVR热泵精馏及带中间再沸器的完全MVR热泵精馏等4种工艺进行优化模拟。以年总费用(TAC)最低为目标函数,得到了各精馏工艺相关的工艺参数和设备参数。研究结果表明:带中间再沸器的MVR热泵精馏工艺要优于常规MVR热泵精馏工艺,其平均能耗减少7.7%,平均TAC减少8.3%;带中间再沸器的完全MVR热泵精馏工艺要比带中间再沸器的MVR热泵精馏工艺更具优势,其能耗减少9.4%,TAC减少18.7%。

  2017年01期 v.45;No.335 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K]
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环境化工

• 酸性糠醛残渣热解实验及热解炭性能研究

  陈文义;蔡雨辰;孙姣;贺强;

  为解决糠醛渣的堆放及资源的合理利用,以糠醛渣为研究对象,分别在同步热分析仪及管式炉上进行热解实验研究,主要考察热解终温、升温速率、碳酸钠含量对糠醛渣热解产物分布及热解炭性能的影响。同步热分析仪分别以10—40℃/min的升温速率升高到850℃(10℃/min添加碳酸钠);管式炉上以10℃/min的升温速率到达热解终温300—600℃。结果表明:热重分析确定热解失重过程为干燥段、挥发分逸出段、热解炭化段3个阶段,确定主要热解温度区间为300—600℃。添加碳酸钠后抑制水分的析出,失重变化率峰值变大,表明碱金属钠盐促进纤维素的分解。随着热解温度的升高热解碳的p H值逐渐增大,热解温度为400℃时达到最高的亚甲基蓝脱色率44.4%。热解炭可进一步用于活性炭染料吸附。

  2017年01期 v.45;No.335 5-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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能源化工

• 鸡西油页岩非等温干燥特性分析

  柏静儒;孙灿辉;李晓航;王擎;

  以鸡西油页岩为原料,利用热重分析仪进行了3种不同升温速率的干燥试验。结果表明:干燥速率随干基含水率的变化曲线分成3个阶段;对于含水率wX>wXA阶段,是表面水蒸发干燥过程,主要受物理脱附作用影响;wXA>wX>wXB阶段,失去的水分是较大毛细孔内的水,主要受油页岩样品体积收缩和内部毛细孔浓缩共同作用影响;wXB>wX>0阶段,这一阶段的主要是小毛细孔和中孔水分的蒸发。有效水分扩散系数有3段不同变化趋势,开始急剧增长,随之增长平缓,最后下降;在干燥的末端出现一个明显的突变点,该点之后有效水分扩散率有一个明显的激增。干燥速率随着升温速率的增加而增加;同时随着升温速率的增加水分有效扩散系数升高和降低趋势更加明显。

  2017年01期 v.45;No.335 11-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 186K]
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综合信息

• 《化学工程》期刊荣获第四届陕西省科技期刊精品奖

  <正>在陕西省科技期刊编辑学会举办的"第四届陕西省科技期刊评优活动"中,华陆工程科技有限责任公司主管、主办的《化学工程》期刊被评为第四届陕西省科技期刊精品奖。衷心感谢广大作者、读者、业界专家多年来对本刊的大力支持,我们将在大家的支持和帮助下进一步办好刊物。

  2017年01期 v.45;No.335 15页 [查看摘要][在线阅读][下载 70K]
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传质过程及设备

• 棕榈酸异丙酯反应精馏塔的设计与控制

  胡文泽;吴晨露;熊小然;

  反应体系中混合物的相对挥发度排序对整个反应精馏过程的设计和控制都有很大的影响,针对拥有最不利相对挥发度排序的棕榈酸异丙酯(IPP)反应精馏塔的特点,建立合理的稳态模型,并设计常规的温度控制TC方案以及新颖的温差控制TDC方案来控制出料产品的纯度。通过Aspen Dynamics软件进行模拟仿真实验。在系统中引入3种干扰(操作压力,进料流量和进料组分)用于评估2种控制方案的性能。仿真结果表明:2种控制方案最终都能很好地控制出料产品的纯度,这突显了稳态模型设计的合理性。但TDC方案明显具有更好的鲁棒性,保证了产品纯度的同时还使系统能够快速的稳定,且超调量较小,这为今后反应精馏过程的设计与控制提供了一种新思路。

  2017年01期 v.45;No.335 16-21+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 473K]
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• 树脂吸附法从发酵液中提取红霉素的工艺研究

  朱晟;朱家文;陈葵;

  针对传统红霉素生产工艺中存在的问题,提出了膜过滤、吸附、杂质洗涤、红霉素洗脱、洗脱液成盐及树脂再生等步骤组成的红霉素提取新工艺过程。以红霉素发酵液为原料,研究和优化了各单元操作的工艺条件和实际效果。采用孔径为50 nm的无机陶瓷膜对红霉素发酵液进行预处理,过程的平均脱色率为54.0%,平均脱蛋白率为67.5%,红霉素平均收率为92.5%。采用大孔树脂吸附技术对滤液中的有效成分进行浓缩、富集,过程收率为92.6%,结晶后所得红霉素硫氰酸盐的纯度相比原有工艺提高2.31%。筛选出体积分数50%丙酮和50%0.40mol/L NaOH溶液组成的混合溶液对使用后的树脂进行再生,再生后树脂的饱和吸附量不低于新鲜树脂饱和吸附量的80%。

  2017年01期 v.45;No.335 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 160K]
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传热过程及设备

• 内嵌锥筒连续式多晶硅固渣干燥机的流动行为

  王晓静;刘雅茜;黄益平;马东云;秦凤祥;孙启蒙;徐义明;

  设计了一种新型的内嵌锥筒且有内外2层螺带的连续式多晶硅固渣干燥机,通过对干燥机的流场进行Fluent模拟和实验验证,分析了示踪粒子的停留时间和示踪粒子在外筒的移动轨迹,以及干燥机的流场,得出如下结论:对流场进行模拟的方法是正确的,且在模拟粒子轨迹时用的DPM模型和嵌入的UDF源代码也是可靠的。示踪粒子在锥筒内的停留时间大约是在外筒的15.8%—25.4%,相对于传统连续式干燥机延长了停留时间。锥筒、辐杆、螺带组成的旋转结构可以带动物料运动:其一是向出口处流动;其二绕壁面旋转,形成漩涡,强化传热,且转速越快,强化程度越高。出口速度对流场结构的影响很小,只影响物料的处理量:速度越大,物料在筒内的停留时间越短,干燥程度越低。

  2017年01期 v.45;No.335 27-30+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
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• 铝基矩形微通道表面能的实验研究

  周建阳;罗小平;邓聪;谢鸣宇;涂华营;

  换热材料的表面特性对换热性能有较大的影响,低表面能特性对材料的强化传热有很好的提升作用。文中采用JY-82A视频接触角测定仪测量去离子水、乙二醇、甲酰胺3种不同测试液在铝基矩形微通道内侧表面及外表面所形成的接触角,基于Thomas Young理论计算不同基准液在铝基矩形微通道内侧表面及外表面的表面能,为后序研究制冷剂在微通道内的沸腾传热提供理论依据。实验研究得出:铝基矩形微通道内侧表面能在5.6×10~6—6.6×10~6J/m~2之间,外表面表面能为11.2×10~6J/m~2,通过线切割加工的铝基微通道内侧表面的表面能比外表面的表面能低45.8%;铝基矩形微通道的表面能属于低表面能范畴,有利于制冷剂的强化传热。

  2017年01期 v.45;No.335 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 156K]
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化工热力学

• 三元体系MgSO₄-FeSO₄-H₂O的相平衡研究

  张宇婕;朱家文;陈葵;范先国;周晓葵;

  从钛白废酸与磷矿浮选尾矿中提取的铁、镁反应制备硫酸亚铁镁,反应主要涉及Mg~(2+),Fe~(2+)//SO_4~(2-)三元体系,因此开展该体系相平衡研究对综合利用工业废料,并使其转化成环保且具有经济价值的复合肥料意义重大。文中采用等温溶解平衡法测定了三元体系MgSO_4-FeSO_4-H_2O在293.15,303.15,313.15 K下的溶解度数据以及平衡溶液液相的密度,采用化学分析和X射线衍射法对结晶湿渣进行了分析,并依据相平衡数据绘制了相图。实验发现:在293.15,303.15,313.15 K下,该三元体系不存在单盐区和复盐区,固溶体[(Fe,Mg)SO_4·7H_2O]占据了整个相区。在固溶体[(Fe,Mg)SO_4·7H_2O]中,Mg~(2+)与Fe~(2+)在晶体中可以任意比例互换,形成完全类质同像系列物。因此,在293.15,303.15,313.15 K下很难采用单一的蒸发结晶方法从硫酸亚铁镁溶液中分离出硫酸镁和硫酸亚铁晶体;同时,若要获得单一配比的硫酸亚铁镁晶体,需要严格控制原料液中的Mg/Fe比例。

  2017年01期 v.45;No.335 36-39+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
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化工流体力学

• 用于多射流撞击式喷嘴的湍流模型比较研究

  管清亮;刘臻;张建胜;李文华;

  为获得多射流撞击式喷嘴数值模拟研究中常用湍流模型的适用性和准确性,通过数值模拟分析了常用湍流模型计算的速度场,并与自行搭建的冷态测试实验台上测量的实验数据进行比较。结果表明:S-A模型过高地估计了交叉撞击流和主射流流动的湍流耗散,使得多射流交叉撞击形成的主射流更为平缓且更快衰减为平推流。RNG k-ε模型和标准k-ω模型计算的多射流经过交叉撞击后形成较强的主射流,RNG k-ε模型过度预测了主射流的衰减,而标准k-ω模型对主射流衰减的预测不足。标准k-ε模型、Realizable k-ε模型、SST k-ω模型和RSM模型均能较好地预测轴向速度分布情况,考虑到计算量和计算稳定性,推荐采用标准k-ε模型和Realizable k-ε模型用于多射流撞击式喷嘴湍流流动的数值计算。

  2017年01期 v.45;No.335 40-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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反应工程

• 煤等离子体裂解制乙炔技术研究现状

  赵敏捷;方建军;张琳;代宗;尧章伟;赵敏耀;

  我国煤炭资源储量相对丰富且石油资源短缺,开展煤化工的研究对于缓解石油紧缺问题具有重大意义。等离子体裂解煤制乙炔新技术较传统工艺具有环保、节能、效率高等多种优势,是乙炔制备未来的发展趋势。文中通过介绍近几年煤等离子裂解制乙炔技术的机理研究进展,同时对该新技术的设备研发、降结焦技术、节能降耗3个关键技术来对该技术存在的关键问题展开综述并进行总结,指出了目前煤炭等离子体制乙炔技术还存在着部分问题尚未完全解决,未来该新工艺的节能降耗和设备大型化等发展趋势。

  2017年01期 v.45;No.335 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 117K]
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煤化工

• 鳍片对辐射废锅多相流动及颗粒沉积特性影响

  王蕾;龚岩;郭庆华;李贤斌;于广锁;

  采用Realiazable k-ε湍流模型和随机轨道模型对不同鳍片径向长度辐射废锅内颗粒运动及沉积特性进行数值模拟,研究了鳍片径向长度对气流床气化辐射废锅内多相流场及温度场的影响。模拟结果表明:拐点及出口温度模拟值与实际测量值吻合较好,相差15 K以内,验证了模型的可靠性。受中心射流的影响,辐射废锅顶部存在火炬状温度分布。削减鳍片水冷壁导致换热面积减小,出口温度升高。在12.5 m高度处沉积速率最大,达到0.015 kg/(m~2·s)。相对长鳍片,颗粒沉积速率降低,沉积区域减少,有效缓解实际运行过程中出现的堵渣现象。

  2017年01期 v.45;No.335 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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过程模拟

• 水平液固循环流化床换热器传热性能研究

  王智;刘燕;裴程林;张英迪;张伟;

  通过对管内插入Kenics静态混合器的水平液固循环流化床换热器进行数值模拟和实验研究,考察了静态混合器扭率对颗粒分布、传热性能和流阻性能的影响。结果表明:水平管内安装Kenics静态混合器的扭率越小,管内颗粒分布均匀距离越长。当雷诺数在10 000—45 000之间,扭率为1.5,2.5,4,6的Kenics静态混合器的综合性能评价指标PEC均大于1,说明了水平流化床换热器插入Kenics静态混合器能够改善传热。当流速大于1.5 m/s,在2 m长的水平流化床换热器内安装一个扭率为1.5的Kenics静态混合器能够达到改善颗粒分布和提高传热性能的效果。

  2017年01期 v.45;No.335 55-59+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K]
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• 热集成变压分离碳酸二甲酯-甲醇的优化与控制

  张青瑞;彭家瑶;张凯;

  利用Aspen Plus软件对碳酸二甲酯-甲醇物系,提出了热集成变压精馏新工艺,以年度总费用(TAC)最小为目标函数进行经济优化,优化结果显示可以节约能耗33.82%,TAC节省25.97%。在动态控制系统中,针对常压塔温度分布均匀、灵敏板选择困难的问题,给出一种简单有效的导斜率判据方法。在此基础上,研究了常压塔不同灵敏板以及不同控制结构对完全热集成工艺动态可控性的影响。结果表明:常压塔第29块塔板作为灵敏板的组成/温度串级控制结构CSC,可以有效处理±10%进料流量和进料组成扰动。对于超过10%进料流量和组成扰动,高压塔(HPC)压力波动大、产品不易控制的特点,在CSC基础上建立的压力-补偿温度控制结构CSD,使两塔产品的稳态余差较小,可以处理±20%的进料流量和组成扰动,实现更稳健的动态控制。

  2017年01期 v.45;No.335 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K]
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化工过程控制

• 分光光度法对三氯氢硅中磷含量的检测

  张卿成;黄国强;

  磷在三氯氢硅中以三氯化磷形式存在,现在企业上使用检测手段通常为ICP-MS,此检测方法灵敏度高,检出质量浓度也可以达到μg/L,但是,运用此法必须对三氯氢硅原溶液进行预处理,因为三氯氢硅具有极强的腐蚀性,否则会损坏检测设备。另外,此检测设备价格昂贵,不适用于实验室普通大量检测,但是实验室常用检测磷质量浓度可以达到mg/L,故探讨出一种检测磷的常规方法——钼酸铵分光光度法,该法操作方便、设备廉价,且有足够的精度,有望得到工业应用。

  2017年01期 v.45;No.335 66-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K]
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• GC-SCD联用分析炼厂液态烃中硫化物

  程志刚;卜晓光;吴凯涛;

  为了实现对炼厂液态烃中硫化物组分定性、定量分析测定,采用气相色谱-硫化学发光检测器(GC-SCD)联用分析方法,对国内某炼油厂催化裂化车间气体精制装置液态烃中硫化物组分分析方法进行研究。通过对色谱条件的优化,考察了色谱条件对液态烃中硫化物分离的影响;采用标准物质保留时间、相关ASTM标准以及相关文献定性了常见的41个硫化物。建立了炼油厂催化裂化装置液态烃中各种硫化物类型分布的分析方法。该方法简便、快速,对硫化合物呈等摩尔线性响应,检测灵敏度高。已成功用于国内某炼油厂催化裂化车间气体精制装置液态烃中硫化物组分分析,为优化炼厂脱硫装置工艺生产和改进脱硫技术提供了技术支持。

  2017年01期 v.45;No.335 70-73+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 136K]
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化工工艺

• 补碳条件下无循环甲烷化工艺流程结构优化分析

  高振;侯建国;姚辉超;宋鹏飞;张瑜;

  为探讨补碳条件对焦炉煤气无循环甲烷化工艺流程结构的影响,系统梳理了不同的无循环工艺,利用Aspen Plus软件进行补碳条件下不同无循环工艺的模拟及分析。由结果可知:随补碳量逐步增大,无循环工艺的反应级数相应逐步增加;同等条件下,串并联工艺较串联工艺可降低蒸汽消耗,有效分担反应负荷,但对补碳条件的变化较为敏感。随着补碳量的增加及无循环工艺流程的不断优化,焦炉煤气中的H2资源不断得到进一步利用。

  2017年01期 v.45;No.335 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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