低碳时代我国加快天然气利用的机遇分析与发展建议
摘要：从天然气利用的经济和环境因素、页岩气开发、技术进步等三个方面，分析了当前进入低碳时代后加快天然气利用和业务发展所面临的机遇，认为我国加快发展天然气业务的时机已经成熟；从能源消费与环境保护两方面阐述了天然气利用对优化交通运输燃料结构和改善环境质量的重要作用，同时介绍了中国石油天然气股份有限公司的天然气业务发展现状；最后，从进一步提升我国天然气工业质量与效益的目的出发，提出了加快天然气利用的相关建议，指出我国应大力培育液化天然气（LNG）下游市场，形成规模效益；应加快LNG液化站和加注站布局，完善天然气下游利用产业链，重点加快推进沿海LNG综合利用，大力发展天然气分布式能源，同时做好页岩气勘探开局及相关技术研发。双极膜分离技术及应用进展
摘要：双极膜通过对水解离具有的催化效应，能够使水中的盐重新转变为酸和碱，在环境保护和资源回收等领域发挥着越来越大的作用。本文解析了双极膜的“三明治”结构特点、发展历程及发展趋势、制备工艺技术，阐述了双极膜催化水解离机理的3个模型：第二Wien效应模型、化学反应模型以及中和层模型。探究了双极膜电渗析及与其它化工过程耦合技术在不同领域的应用，其中包括酸碱生产领域、资源分离回收领域以及污染控制领域等。分析了双极膜的具体应用过程中存在的局限性并展望了双极膜在水解制氢、液流电池方面的应用前景。指出双极膜将朝着与传统化工过程、新型液流电池等系统集成化、规模化方向发展，成为多种化工应用领域的重要组件。高速气流冲击对筛板稳定性影响的数值模拟
摘要：近年来塔板吹翻的现象在化工生产中时有发生。设备的开停车、塔板的吹扫阶段、不同操作压力设备的联通、设备的泄压过程等都可能会引发塔板的吹翻，而高速气体对塔板的冲击是造成塔板吹翻的直接诱因。本文采用有限元计算方法，建立了数值模拟模型，研究了筛孔气速、开孔率和开孔直径对塔板受高速气体冲击时稳定性的影响。将模拟结果与实验结果进行了对比分析，验证了模型的可行性。在此基础上，进一步模拟研究了筛板塔内高速气体冲击塔板的物理过程，得到不同结构参数和操作参数下塔板的应力分布情况。结果表明，塔板受高速气体冲击时，塔板边缘和中心处为应力值最大的部位，并且塔板应力值随着筛孔气速呈二次方关系增长，而随着开孔率线性下降。对于开孔率一定的塔板，存在一最佳的开孔直径，使得塔板受高速气体冲击时其应力值最小。内置转子换热管旋流部分的数值模拟
摘要：研究了介质为60%甘油时内置螺旋两叶片转子换热管的传热及阻力特性，通过实验研究和数值模拟，得到了介质为高黏度流体时强化传热的模拟方法。同时，分析了单个洁能芯转子在强化管内的旋流长度，并对比分析了转子间隔对强化管传热及阻力特性的影响。模拟结果表明，在换热管长度相同的前提下，转子无间隔排列强化管的努塞尔数（Nu）是转子间隔排列时的1.073～1.078倍；但是前者的阻力系数（f）则比后者的阻力系数高出61.76%～62.01%，因而在强化传热综合性能方面，前者的综合性能优于后者，由此推断，转子的间隔排列方式有利于提高强化管的强化传热综合性能。微分进化算法优化换热网络的性能
摘要：通过分析换热网络换热器面积与综合费用之间的关系，证明了连续变量引起的换热网络非线性及非凸等特性，这些特性造成换热网络局部最优解众多。而传统的基于梯度的优化算法受初始点影响很大，容易陷入局部最优解，是换热网络最优化的障碍所在。针对优化换热网络问题难以稳定收敛的角度出发，在换热网络分级超结构模型的基础上，研究了微分进化算法求解换热网络问题的鲁棒性。通过具体的算例，在固定结构下与经典的牛顿法比较，结果表明，该方法优化结果不受初始点影响，具有很好的鲁棒性，并且年综合费用得到进一步降低。用于工业生产过程中，可以稳定有效地节约成本。丙酮-水-丙酮连氮体系汽液平衡测定与关联
摘要：采用汽液双循环平衡釜，在常压（101.3 kPa）下测定了丙酮-丙酮连氮二元组分物系以及部分丙酮-水-丙酮连氮三元组分物系的汽液平衡数据。实验数据经Herington面积积分法检验符合热力学一致性。通过化工过程模拟软件，分别采用 Wilson、NRTL、UNIQUAC 活度系数模型对丙酮-丙酮连氮二元组分物系实验数据进行关联得到模型参数。并对汽液平衡的计算值与实验值进行比较，3种模型都吻合良好，其中由NRTL方程关联得到的计算结果最为适合，平均温度偏差和汽相组成偏差分别为0.0639 K和0.0048。从三元汽液相平衡数据中拟合出了丙酮-丙酮连氮、丙酮-水、水-丙酮连氮之间的 NRTL 方程相互作用参数。为验证数据及其二元相互作用参数的可靠性，利用关联出的丙酮-丙酮连氮模型参数计算出汽相组成与丙酮-丙酮连氮的二元数据比较，二者符合较好。实验和关联的结果为精馏分离丙酮-水-丙酮连氮汽液平衡体系提供了一定的基础数据。含夹带剂超临界体系溶解度模型的改进及验证
摘要：通过对文献中关联精度较优的Sovova模型的研究，参考MST-T＆G模型，考虑超临界二元和三元体系中溶解度的关系，提出了以超临界二元和三元体系中溶解度函数为构架的 M-MST-T＆G 模型。收集文献报道中的杂环芳烃类、脂肪酸类、染料类以及医药类共计13种固体溶质在含醇、酮、烷烃3大类10种夹带剂的超临界二氧化碳中1195组溶解度数据，对新改进的M-MST-T＆G模型的计算精度进行了验证，并与MST-T＆G模型的计算精度进行了对比。结果表明：M-MST-T＆G模型的关联效果较好，相对偏差为9.63%，与MST-T＆G模型相比相对偏差下降了32.30%。采用蒸汽辅助重力泄油技术汽包炉的给水水质研究
摘要：为了确定适合采用蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）汽包炉的给水水质要求，利用称重法研究了高温高压条件下给水的硬度的含量对锅炉管内结垢的影响，给水中的油的含量对汽水共腾的影响，以及给水的pH值、O2和 CO2含量对锅炉管内腐蚀的影响，并结合现有水质标准进行对比最终确定了给水中铁、铜含量的要求，最终确定了SAGD汽包炉给水水质要求。结果表明：预定SAGD汽包炉的运行压力为10～14 MPa时，给水中溶解氧量、铜含量以及含油量与电站锅炉的指标一致；由于无需纳入汽轮机安全运行的影响，SAGD汽包炉给水中pH值、CO2含量、铁含量以及硬度可以在电站锅炉水质指标的基础上进行适当的放宽。给水中CO2含量无要求， pH值在8.8～10，铁含量≤30μg/L，硬度≤2μmol/L，可以满足SAGD汽包炉安全稳定运行的要求。氢气氛下硫酸钠对红土镍矿晶相转变的促进作用
摘要：实验选用氢气为还原剂，无水硫酸钠为辅助添加剂，在实验室自制搅拌式气-固反应装置中通过改变温度、时间、Na2SO4用量、H2/N2比率对低品位红土镍矿进行选择性还原焙烧实验，焙烧矿通过磁选管进行磁选分离制备高品位镍铁合金。原矿、焙烧矿和磁选精矿的矿物学性质通过热力学计算并结合TG-DSC、H2-TPR、XRD、光学显微镜等分析仪器进行表征。实验结果表明：添加硫酸钠对促进红土矿晶相结构转变和提升H2的还原能力起到了积极的作用。还原温度作为供热源能够显著改善硫酸钠的催化反应活性，提高磁性产品中镍铁含量。在温度为800℃，总气速为200 L/h（H2/N2=7/3），还原时间为220 min的最优条件下，含20%硫酸钠的红土矿经还原-磁选后能够获得镍品位6.43%，镍回收率97%的较好指标。从热力学角度分析，根据吉布斯自由能图和平衡气相图看出硫酸钠能与矿物中的硅酸镁（MgSiO3）在700℃左右即可自发反应释放出赋存于其中的镍，反应生成的SO2能够促使FeO转变为FeS，FeS则有助于Fe-S低熔点固溶体的形成，从而促进镍铁粒子的定向转移和聚集长大，便于后续磁选中磁性镍铁矿物与脉石矿物的分离。压缩热再生干燥器活性氧化铝固体吸附剂的除湿性能
摘要：以活性氧化铝为吸附剂材料，选取5.5～6.5 mm及4～5 mm两种粒径的活性氧化铝对压缩空气进行除湿实验研究，为活性氧化铝在压缩空气除湿系统中的运行提供依据。结果表明：在温度120℃、压力0.2 MPa、流量40 m3/h的条件下，5.5～6.5 mm活性氧化铝的再生性能优于4～5 mm活性氧化铝；在温度120℃、压力0.7 MPa、流量15 m3/h的条件下，前期在1200 s时间内，两者的吸附速率都很快，后期4～5 mm粒径的活性氧化铝的吸附稳定性更好。在给定的工况条件下，5.5～6.5 mm活性氧化铝再生效果比4～5 mm活性氧化铝要好，但吸附效果不如后者。鼓泡塔气液两相流内部流场的流体力学特性
摘要：采用计算流体力学CFD软件对鼓泡塔内部4种表观气速下内部流场的流体力学行为进行模拟。分析了鼓泡塔内部整体气含率及轴截面处（X=0）液相速度随时间的变化情况；并且对比了在不同表观气速下局部气含率和液相速度在不同高度处的径向分布情况。模拟结果表明，随着时间的增大，整体气含率增大速度比较快，到达稳定时间，整体气含率不再增大。在同一高度处局部气含率随着表观气速的增大而增大。H/D〈3时，液相循环流动表现为单相循环流；当H/D=3时，表现为双循环流，流型较单相复杂。在线分区测试燃料电池内部电流密度分布研究进展
摘要：质子交换膜燃料电池的性能受到操作参数、几何参数和材料特性等影响，从而导致膜电极（MEA）活性面积区域电化学反应不均。在线分区测试技术能够不破坏燃料电池的结构、不影响反应进行，提供可靠的测量数据，进行电化学反应机理的推测。本文主要综述了国内外在线分区测试技术的相关进展，介绍了3种主要的在线分区测试技术：电阻网路技术、印刷电路板测试技术以及电磁感应测试技术，分析了这3种测试技术的特点以及应用前景，同时将国内外此3种技术在燃料电池中测试的应用进行阐述，总结各个参数对燃料电池性能的影响，并指出分区测试技术将向测试局部交流阻抗以及电堆方向的发展。生物质吸附剂在制备燃料乙醇中应用的研究进展
摘要：在最近的几十年中，由于能源短缺和环境恶化，生物质燃料乙醇（BFE）因为其所具有的可循环无污染的优点，引起了人们越来越多的关注。但是在生物燃料乙醇的制备过程中，存在着乙醇脱水工艺能量消耗过大的问题。因此优化乙醇脱水过程一直是人们研究的重中之重。本文简述了国内外吸附法分离乙醇和水工艺中使用的吸附剂，指出了生物质吸附剂在燃料乙醇中优于其它吸附剂的特点，重点分析了生物质吸附剂的研究成果及对其的改性研究。分析表明改性后吸附剂不但拥有良好的吸附效果，还可以在吸附操作结束后重新作为发酵制乙醇的原料，以实现资源的充分利用。最后展望了生物质吸附剂在制备燃料乙醇工艺中的发展趋势，即获得更优秀的脱水效果与更完善的循环利用过程。低阶煤低温干馏高效采油技术研究进展
摘要：低温干馏技术作为低阶煤清洁高效和科学分级利用的核心技术，已经得到国内外广泛关注。但是现有工业化应用的煤低温干馏技术存在采油率低和原料粒度要求高等问题，开发新型低温干馏高效采油技术已成为我国低阶煤利用研究的重点。本文主要从低温干馏炉的结构特征、生产原料、干馏产品、能量利用率和采油率等几个方面对国内外典型煤低温干馏炉及干馏技术进行了比较和讨论；介绍了作者课题组研究开发的低温干馏高效采油技术及其特点。分析认为，干馏炉的大型化、自动化和高效环保化；高温半焦和荒煤气热能的回收利用；粉煤资源的综合利用；干熄焦新技术；快速干馏、催化干馏技术等低温分级转化技术的研究开发是低温干馏技术今后研究开发的主要方向。微生物燃料电池阴极功能的研究进展
摘要：从微生物燃料电池的阴极功能角度出发，对阴极电子接受体的作用及其发展进行了综述。论述了传统的阴极电子接受体为氧气、铁氰化钾、高锰酸盐及碘的应用，总结了后期发展起来的电子接受体为质子、金属离子、二氧化碳、硝基化合物、硝酸盐等的进展状况。最后对微生物燃料电池功能的拓展进行了展望，微生物燃料电池将在氢能、重金属回收、二氧化碳减排捕获以及脱氮等领域有潜在的应用前景。乌桕籽油钾皂微波脱羧制备可再生烃类燃料
摘要：乌桕籽的含油率高达40%，是生产生物柴油的优质原料。本研究采用绿色环保节能高效的乌桕籽油提取方法，以高压蒸汽作为水剂提取油脂的方法，进行了相关工艺的实验研究，以乌桕油脂皂化物为研究对象，通过微波极化皂化物羧基端促进脱羧制备优质烃类燃料。探讨了料液比、烘烤时间、烘烤温度、pH值、高压蒸汽处理时间等因素对油脂提取率的影响。微波裂解所得到液态产物为皂类干重的60%以上，裂解液态产物的密度为0.865 g/cm3，黏度2.73 mm2/s，与柴油的性质基本相似。研究结果为利用乌桕籽油生产生物柴油的工业化提供了一定基础。海洋能源微藻的筛选及初步评价
摘要：从黄海、南海部分海域采集水样，分离纯化了240株微藻，对其进行了分类与鉴定，从其中挑选8株生长较快的藻种进行扩大培养。经离心，冷冻干燥后得到藻粉，进而对藻种的淀粉、纤维素、总脂及可溶性糖含量进行了测量，以期筛选到目标能源微藻藻种。藻株Navicula sp.TW-2的油脂含量达到41.3%，生长速度快，生物量也较大，可以作为制备生物柴油的出发藻种。藻株Nannochloropsis sp.NB-3的纤维素含量达到9.26%，可溶性糖含量达到22.3%，生物量大，经过预处理发酵后生物乙醇产率可达7.75%，是制备生物燃料乙醇的优良藻株。北京首创垃圾填埋气制液化天然气
摘要：随着人口的膨胀，北京市面临着生活垃圾处理缺口大、减量化、无害化、资源化处理任务重的困难。近年来，北京市着力提升垃圾资源化利用的比例，加大相关技术研发应用，尤其是北京市环卫集团在全国率先研发出垃圾填埋气制液化天然气，具有环保和节能的双重效应。 “一方面要减轻垃圾填埋场的臭味，另一方面要实现资源的再利用。”北京市环卫集团副总经理何亮说，填埋气的主要成分是甲烷，排放到空气中既污染了环境，又浪费了宝贵的资源。为了充分回收利用填埋气的能量，替代汽油等传统的石化能源，实现垃圾循环利用，北京市环卫集团环境研究发展有限公司承接了北京市科委组织的重大科技专项“填埋气高效收集及制清洁燃料关键技术与示范工程应用”，从如何实现高效收集和如何实现高效纯化两大技术难点入手，经过三年的潜心研究，2010年研发出相关关键技术和产品，并获得5项专利。
