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榫卯式FeBO3催化剂制备及合成气转化性能
高昶;涂青山;杨媛;崔超婕;骞伟中;开发新型高效的合成气转化催化剂对煤化工行业可持续发展有重要意义。采用固相熔融法制备榫卯式结构的FeBO3(硼酸铁)催化剂用于合成气制备轻烃，通过催化性能评价发现，FeBO3催化剂具有较小的链增长因子和优异的加氢催化活性，可高效实现合成气转化制备轻烃，尤其对甲烷具有良好的选择性。通过SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射)、XPS(X射线光电子能谱)、H2-TPR(程序升温还原)及DRIFTS(原位漫反射红外傅里叶变换光谱)等多种表征手段，系统探究催化剂的晶体结构、表面化学性质、活性位点特征及催化反应机制，明确榫卯式结构与催化性能之间的构效关系。研究为非碳化铁基催化体系的开发及合成气高效定向转化制备轻烃提供了新的思路和实验参考。
纤维对地聚物注浆材料强度影响及作用机制
丁湛;杨敏;雷宗建;栗慧峰;徐坤;栗培龙;GGMs(地聚物注浆材料)固化后脆性高、韧性差、易开裂。为了改善GGMs的力学性能，采用4种纤维[钢纤维、玄武岩纤维、PE(聚乙烯)纤维、椰壳纤维]对其进行改性并测试改性前后其抗压及抗折强度变化，借助SPSS软件分析纤维类型及掺量对GGMs抗压及抗折强度的影响，分析强度增长规律，并进行SEM、XRD、FT-IR等微观分析，讨论纤维的作用机制。结果表明：纤维类型对GGMs的7 d抗折和抗压强度影响显著，其中钢纤维引起抗折强度衰减，椰壳纤维引起抗压强度衰减，当掺入质量分数为0.5%的玄武岩纤维和1%的PE纤维时，对GGMs抗压和抗折强度改善效果良好，建立了强度随龄期增长的幂函数模型。玄武岩纤维的试件表面存在局部微裂纹，而PE纤维的试件结构均匀致密，反应了纤维与浆料有较好的界面结合效果；纤维改性后，GGMs结晶度提高且更有序，更多Al3+参与结晶，聚合反应更彻底，GGMs的抗压及抗折强度提高。
煤气化渣制备二氧化硅气凝胶及复合涂料性能
李海东;陈祚豪;张舒怡;张翼飞;石星昊;李科;为实现煤气化渣的高值化利用，以煤气化渣为硅源，通过“助剂活化-选择性提硅-溶胶凝胶调控-涂料功能化”的技术路线，制备高性能二氧化硅气凝胶及其复合隔热涂料。系统研究碱浸工艺对硅元素提取效率的影响，以及老化条件、水洗方式和改性剂添加量对气凝胶结构性能的调控规律。结果表明：在碱浓度2 mol/L、温度90℃、时间6 h的最佳浸出条件下，硅浸出率达83.13%;在老化温度50℃、时间24 h、离心水洗、改性剂TMCS(三甲基氯硅烷)质量分数30%的最佳工艺下，成功制得比表面积为496.38 m2/g、接触角为150.97°的超疏水气凝胶。将该气凝胶粉体作为功能性填料与硅藻泥复合，当气凝胶添加量为40%时，所得复合涂料兼具良好的疏水性(接触角77.1°)与优异的隔热性能[导热系数0.087 W/(m·K)],红外热成像证实其隔热效果显著。研究为煤气化渣的资源化、功能化和高值化利用提供可行的技术路径和理论依据。
核壳结构改性TiO2负载Pt-Cu双组分复合催化剂的制备及NH3-SCO性能
张艺伟;吉振华;聂学选;鲍志光;罗丁;张鹏;陈昊;ASC(氨逃逸催化器)作为道路车辆NH3排放控制的最有效尾气后处理技术，目前仍然面临着低温活性不足、贵金属用量高及对反应产物N2选择性低等问题。在引入不同质量分数Pt-Cu双活性组分体系的基础上，定向构建具有实心核-中空腔-介孔壳三维通道核壳结构的TiO2作为载体重筑催化剂的构效关系，并对其进行详细的理化特性表征以及200℃低温下对NH3综合催化性能测试，探究多维度协同作用下对催化剂综合催化性能的调控机理和提升机制。结果表明：核壳结构TiO2通过优化传质通道与增强金属-载体强相互作用提升催化剂本征活性；Pt-Cu双金属协同调控反应路径，实现低温NH3高效净化与副产物同步抑制。其中Pt5-Cu1/TiO2在三维传质通道提高催化剂传质能力和双活性组分的作用下实现95.2%的NH3催化转化率；N2选择性达到89.1%,较Pt/Al_2O3提升18.6%,N_2O排放体积分数降至7.7×10-6,较Pt/TiO2减少74.3%;同时减少了1/2的贵金属涂覆量，为低温NH3-SCO提供了高活性-高选择性-低成本的催化方案。
g-C_3N4/MoS2异质结构建及光催化降解罗丹明B性能
薛蓬勃;高莉宁;张佩;于宝森;李丽;张家豪;何锐;针对g-C_3N4在应用中存在的可见光吸收有限及光生载流子复合率较高等问题，采用热聚合法成功构建不同MoS2负载量(质量分数0.2%、0.4%、0.6%)的g-C_3N4/MoS_2Z型异质结复合光催化剂。通过XRD、SEM、BET、UV-Vis DRS、PL及电化学测试等方法对复合材料进行系统表征。结果表明:引入MoS2能够拓宽材料对可见光的吸收范围，促进光生电子-空穴对的分离与迁移。在模拟可见光照射120 min条件下，g-C_3N4/MoS2-0.4%对Rh B(罗丹明B)的降解率达到95.13%，优于纯g-C_3N4的73.38%，且在5次循环使用后仍保持92.72%的降解率，具有良好的稳定性。通过自由基捕获实验证实了该异质结体系遵循Z型电子转移机制，空穴h+与超氧自由基·O2~-为主要活性物种。
R290玻璃移门立式冷藏柜内温度稳定性实验研究
马守鹏;黄健松;雷明镜;尤晓宽;张华;针对商用立式食品冷藏柜实际运行中高频开关门、周期性化霜工况下降温速率慢、温度波动大、食品中心温度稳定性差易引发食品腐烂变质的问题，开展冷藏柜温度特性系统测试研究。以设计的R290三层立式全玻璃透视食品冷藏柜为对象，搭建标准化测试系统，在焓差室内开展空载4h、70%额定负载24h多工况实验，同步监测柜内空气温度与模拟食品中心温度，分析不同工况下柜内温度特性变化规律。结果显示，空载工况下柜内空气温度降至5℃仅需22min，70%负载工况下全柜最大瞬时空气温差小于2℃，化霜与高频开关门叠加干扰后空气温度恢复至5℃不足90s，模拟食品中心平均温度全程稳定在3.2～3.4℃。该研究填补了烘焙场景下冷藏柜全工况耦合实测数据空白，可为商用食品冷藏柜性能优化与食品终端冷藏安全管控提供技术支撑与实测数据参考。
CO2/O2氛围下氨柴融合燃料HCN生成规律
刘亦龙;刘永峰;刘海峰;周子健;为研究氨柴融合燃料在CO2/O2氛围下HCN的生成规律，构建了ADF(Ammonia Diesel Fuel)反应动力学模型，利用ROP-RPFA(Rate of Production-Reaction Path Flux Analysis)组合法揭示了两条主导HCN(氰化氢)生成的关键路径，路径一为NH2+CH3→CH3NH2→CH2NH2→HCN，路径二为NH2+C2H4→H2CN→HCN。采用DRGEP(基于误差传播的直接关系图法)结合敏感性分析对详细反应机理简化，得到了包含122个组分和683个反应的简化机理。利用SVUV-PIMS(同步辐射真空紫外光电离质谱)技术在温度T = 700-1150 K、压力p = 101.325 kPa条件下进行了JSR(射流搅拌反应器)实验。利用ADF模型计算了路径一和路径二中关键物种摩尔分数、关键反应敏感性系数、不同温度下路径通量、不同工况下HCN生成贡献率以及协同工况下HCN摩尔分数分布。结果表明：ADF模型可以较准确计算氨柴融合燃料体系内关键物种摩尔分数，最大误差为5.02%；路径竞争受温度和CO2浓度显著调控，高温及高CO2氛围驱动NH2自由基由路径一向路径二转移；温度- CO2协同作用下HCN生成呈非单调"山脊状"分布，峰值集中于温度T = 1050-1150 K、CO2体积分数φ = 50%-70%区域。
重力热管管排换热特性研究
张昌建;王硕;李晓丹;罗景辉;朱梦锴;为探究重力热管管排的换热特性，本文采用控制变量法与正交实验相结合的方法，开展重力热管管排换热特性实验，探究 20-60 ℃热源温度、0.4-1.8 m3/h 热源水流量、252-3708 m3/h 空气体积流量对换热功率、热阻等性能的影响规律与作用机理。结果表明：各参数对换热功率的影响权重为热源温度＞空气体积流量＞热源水流量；基于正交实验拟合的幂函数预测模型决定系数达 0.9802，预测精度良好。热源温度从20 ℃升至60 ℃时换热功率增幅482.65%；空气体积流量由252m3/h升至3708m3/h时，换热功率增幅347%，但2000 m3/h 后出现边际效益递减；热源水流量由0.4m3/h升至1.8m3/h时，由于水侧热阻仅占总热阻0.68%，水流量调控作用有限，导致换热功率仅增幅13.72%。研究可为热管管排系统的优化设计与运行调控提供数据支撑。
换热器整流结构受限寻优与流场特性
赵文静;龙楷航;盛梓恒;蒋析孛;韩怀志;管壳式换热器作为化工与能源动力领域的核心装备，在现代工业生产中发挥着重要作用。针对传统换热器因整流结构设计固化，导致壳程流场畸变、局部偏流及大面积流动死区的工程难题，开展整流结构受限寻优研究。突破传统单因素试错法的局限性，基于计算CFD（流体力学），融合Face-Centered CCD（面心立方中心复合设计）与MINLP（混合整数非线性规划）构建协同寻优策略，建立了决定系数为0.9848的RSM（二阶响应面）代理模型。同时完善算法底层架构，引入防干涉红线作为动态数学约束，结合序列SLSQP（二次规划）与离散变量遍历算法进行精确寻优。在最优定稿结构下，壳程截面速度均匀度指数显著提升，同时流速梯度与滞留死区得到有效消除，为同类流体装备的精细化设计提供了可靠的算法支撑。
喷射回路反应器内气液流动特性的数值模拟
玄雪梅;JLR（喷射回路反应器）作为一种高效过程强化设备，可显著提升相间传质速率，在化工过程中具有较大应用潜力。气液两相流动特性决定了JLR传递效率与混合效果，因此，深入揭示反应器内气液两相流动特性，是进一步提高设备传质传热效率、实现反应器性能优化的前提。针对下喷式JLR，采用计算流体力学（CFD）方法，对其内部气液两相流动特性进行模拟，重点分析了反应器内部流场的速度分布、湍流特性及相含率分布规律；通过对多尺度JLR反应器进行模拟，揭示了气液两相流动的放大效应。研究成果可为JLR的定向强化设计、运行性能优化及工业化放大提供理论支撑与工程参考。
可燃及毒性气体扩散研究
丁信伟,王淑兰,徐国庆从气体动力学入手,通过对气体微元进行质量平衡、动量平衡、能量平衡的分析,采用了新的扩散模型对危险性气体的扩散进行数值模拟,为了验证模型的合理性,设计简易风洞,对轻重气体(包括二氧化碳、丙烯、乙炔等气体)在不同的泄放条件下进行了多次定常风洞扩散试验,得到了气体实际扩散后浓度的分布,同时也考察了风速、泄放速率、气体密度等主要因素对气体扩散的影响,得到气体扩散的一般规律。模型计算结果与试验数据吻合较好,最大浓度计算值与试验值的平均偏差在20%以内,且浓度分布趋势一致,从而证明了该模型的合理性。编制了模拟软件可作为泄漏扩散事故的预防及发生事故后采取应急防护措施的分析工具
冷凝和吸附集成技术回收有机废气
黄维秋;石莉;胡志伦;郑宗能;有机废气治理的难度在于石化、石油、化工等领域的工艺不同,导致排放的废气组分及浓度相差很大。根据有机废气的特点,选择合适的工艺进行有效治理并实现资源回收是非常必要的。目前,冷凝和吸附集成工艺回收有机废气成为人们的研究重点。冷凝法回收有机废气应用于高浓度场合,尤其适合应用在集成工艺的前端。吸附法回收技术更适合于低浓度油气吸附,作为集成技术的后端处理。有机废气冷凝和吸附集成技术,既发挥冷凝法在冷凝高浓度油气方面高效的优势,以及吸附法在吸附低浓度油气时可以将油气浓度控制在很低范围的优势,同时又可避免单纯冷凝技术由于低温冷凝而引起的成本及操作费用剧增,以及吸附法由于吸附高浓度油气而产生的安全隐患。通过对冷凝和吸附段的工艺及结构参数进行优化,并选择合适的制冷剂及吸附剂,以期最终达到回收率、设备投资、运行能耗及安全性等综合技术经济指标的最优化。
重气云团瞬时泄漏扩散的数值模拟研究
潘旭海,蒋军成事故性泄漏多形成重气云团 ,其扩散行为与非重气云团有很大的不同 ,主要包括重力沉降、空气卷吸、云团加热和向非重气云团转变四个阶段。文中从控制重气云团扩散行为的微分方程入手 ,根据箱模型(boxmodel)及其他一些重气扩散模型 ,如IITHeavyGasModels模型和虚点源模型 ,采用向前插分和牛顿迭代的方法 ,针对ThorneyIslandTrialNo .0 0 8试验进行了数值模拟 ,得到了重气云团外形尺寸 (云团半径和云团高度 )和空气卷吸量随时间的变化关系以及下风向固定点处地面最大浓度值。数值模拟结果较好地反映了重气云团所特有的扩散行为。针对数值模拟结果与试验实测值之间存在的偏差进行了分析 ,结果表明 ,采用该方法进行重气云团瞬时泄漏扩散模拟是可行的 ,且模拟精确度高于IITHeavyGasModels模型
高比表面积活性炭制备技术的研究进展
苏伟,周理文中评述了近年来制备高比表面积活性炭的主要研究成果;化学活化可以在几个小时内制备出高比表面积的活性炭,但却带来了严重的环境污染;与化学活化相比,物理活化具有工艺简单、清洁等优点,成为今后研究和开发的热点。
乙苯脱氢制苯乙烯反应过程专用模拟系统开发
陈玉石;赵芳磊;王建平;孙晓岩;项曙光;为了实现对乙苯脱氢制苯乙烯反应过程的准确模拟计算，采用MySQL数据库软件建立专用物性数据库，构建等温积分动力学反应器计算模型，基于Cape-Open标准和C++语言，建立苯乙烯反应器模块，并集成到通用流程模拟软件中，形成乙苯脱氢制苯乙烯反应过程的专用模拟系统。采用工厂数据对所开发的模拟系统进行检验，并将计算值与实际值进行对比。结果表明：计算结果与工艺数据基本一致，产品组成、反应器温降和压降的模拟值与实际值的相对偏差都在1%以内，说明开发的专用反应过程模拟系统可进行较为准确的模拟计算。
苯乙烯生产工艺的节能优化和经济分析
王玉枫;在中石化自主研发的苯乙烯生产工艺中，乙苯脱氢反应需要加入大量过热蒸汽作为脱氢介质，水蒸气和乙苯流量的比值是影响脱氢反应的一个重要因素。随着低水比催化剂工业应用取得进展，可以减少进入反应器的蒸汽量，而降低水比的关键就在于减少乙苯/苯乙烯塔顶冷凝器共沸蒸出的乙苯和蒸汽的量。控制恒沸蒸发量后，会导致乙苯/苯乙烯塔塔顶物料携带的热量不能完全回收。为合理利用这部分热量，对原工艺流程进行优化、热量进行耦合。此次节能优化主要涉及9台换热器，其中2台为新增。优化过程中还降低了预分塔塔压，提高了尾气压缩机出口温度。经过优化，可减少综合能耗11.364 kg标油(以1 t苯乙烯计),静态投资回收期约为2个月。
含硫烟气生产二甲基硫醚流程模拟及优化
吕燕根;潘建国;邱挺;工业废气中的SO2是导致雾霾问题的一个重要因素。文章通过大量工艺论证提出了含硫烟气生产高附加值二甲基硫醚的工艺流程及工艺条件,工艺流程包含硫磺工段、硫化氢工段、二甲基硫醚工段。各工段反应转化率均能达到90%以上,反应副产物少,分离过程较简单。最后运用Aspen Plus软件对整个流程进行模拟,分别应用了Rstoic模块、Radfrac模块、flash 2模块等。在二甲基硫醚工段,通过对各塔进料位置、回流比、理论板数等操作参数的优化,确定最佳工艺条件。模拟结果表明:二甲基硫醚年产量为1.2万t,纯度为99.02%,具有良好的经济效益与环境效益,可为含硫烟气资源化处理生产提供理论指导。
化工分离技术的若干新进展
费维扬,王德华,尹晔东从现代化工和高新技术发展的需求出发 ,论述了化工分离技术的重要性、多样性和复杂性。分析了化工分离技术在新世纪所面临的新的机遇和挑战。并对当代化工分离技术的发展特点和我们的对策进行了探讨
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