甲醇制烯烃反应动力学及反应器模型研究进展
摘要：甲醇制烯烃（MTO）工艺是现代煤化工领域的研究热点，MTO反应动力学及其反应器模型研究是高效反应器开发和工业装置操作优化的基础。本文综述了甲醇制烯烃反应动力学研究进展，详细论述了机理型动力学模型、八集总动力学模型、五集总动力学模型，指出集总动力学模型适用于描述MTO反应过程，如何考虑水、积炭等因素的影响是MTO动力学研究的难点和关键。结合现有动力学模型，评述了MTO反应过程在工业规模的固定床反应器、提升管反应器、循环流化床反应器、湍动流化床反应器中产物分布和转化率模拟情况，结果表明：循环流化床反应器和湍动流化床反应器适合MTO工业过程。最后指出，甲醇制烯烃反应动力学下一步研究方应集中于工业规模流化床反应器气固两相流动模拟，以及与动力学模型结合获得准确预测工业反应结果的MTO反应器模型。竖直降液膜流动在反应工程中的应用
摘要：竖直元件上的降液膜流动由于具有传热传质系数高、气液接触面积大和表面更新速度快等优点，因而在化工和聚合反应工程上有着广泛应用。本文综述了竖直降膜元件上液膜流动的实验研究、理论分析和数值模拟，分别介绍了低黏流体降液膜流动在气体吸收与化学反应等方面的应用和高黏流体降液膜流动在涂覆与聚合物脱挥等聚合物加工中的应用情况。总结表明，目前对于低黏流体在竖直元件上的降液膜流动研究已较为成熟，而高黏流体降液膜流动的大部分研究仅着重于其成膜性能上。最后分析了降液膜流动的研究趋势，指出涉及热质传递与化学反应耦合的高黏流体在竖直结构上的降液膜流动是今后的重点研究对象。颗粒流化磨损研究进展
摘要：介绍了近年来流化磨损测试设备、流化磨损机理以及流化磨损动力学模型等3个方面的研究进展；通过比较单颗粒测试体系和多颗粒测试体系，阐明了多颗粒测试体系更接近工业流化磨损过程，并且介绍了实验室流化床测试设备的发展；概括了颗粒流化磨损的两种典型机理：表面磨损和体相断裂。综述了现有的流化磨损动力学模型，指出了流化磨损时变规律是研究颗粒流化磨损的基础，目前的时变规律模型是分段函数的形式，未能把流化磨损的起始阶段和平衡阶段统一起来；其他磨损模型致力于描述流化气速和流化床结构与磨损速率的关系。指出今后需在时变规律、颗粒性质和鼓泡特征等方面加强对流化磨损的研究，以满足完善流化磨损机理和开发高耐磨损性颗粒材料的需要。半干法循环流化床脱硫反应器内构件研究进展
摘要：常规脱硫反应器存在着床内气固流动不均匀、脱硫剂利用效率低等问题。安装内构件可以破碎气泡和颗粒团聚，改善流化质量，强化脱硫反应器内的气固传质和反应过程，提高脱硫效率。本文介绍了近年来半干法循环流化床脱硫反应器内构件的研究现状，主要介绍了惯性式内构件、钝体式内构件、孔板式内构件、复合型内构件；阐述了各种内构件的形式及特点，其中惯性式内构件能够强化气固分离，但不能优化流场；钝体式内构件能够增强反应器内气固湍动程度，但对轴向混合影响不大；孔板式内构件能够均布流场，但易堵塞；复合内构件能够改善流化性能，强化气固接触，但床层压降较高。通过对装有不同内构件的循环流化床脱硫反应器中气固两相流动特点的分析，指明了各类内构件对流化床内气固流动的作用原理及优缺点，综合床层压降及颗粒浓度分布，并根据现有流化床脱硫反应器内构件特点提出了促进气固高效接触、降低床层压降等新型内构件的开发方向。N2/CH4在吸附剂上的动态吸附特性
摘要：对 N2/CH4在11种不同商业吸附剂上的动态吸附行为进行了研究。通过吸附平衡、吸附热力学和吸附动力学分析了它们对N2/CH4的吸附分离特性，得到了N2和CH4在各吸附剂上的吸附平衡、吸附热力学和吸附动力学基础数据。通过Langmuir吸附模型和Freundlich吸附模型对N2和CH4在吸附剂上的吸附平衡数据进行线性拟合时发现，对于微孔性活性炭两种模型都能达到较好的拟合结果，而对非炭质吸附剂或非微孔性炭质吸附剂拟合结果并不理想；采用Gibbs方程计算得到的吸附剂对吸附N2和CH4的ΔG都小于0，说明所选吸附剂对N2和CH4的吸附都是自发的过程，对于炭质吸附剂吸附CH4的ΔG小于吸附N2的ΔG，说明炭质吸附剂对CH4的吸附能力较N2要大，且CH4/N2的分离系数与吸附剂对吸附CH4和N2的ΔG差值之间也存在相关性；CH4/N2在AC1上的吸附行为符合准二级动力学模型，说明CH4在吸附剂AC1上的吸附行为由表面吸附过程控制。分子筛吸附脱除芳烃中的环状烯烃
摘要：以Y型分子筛为吸附剂脱除甲苯中的环状烯烃化合物（二聚环戊二烯，DCPD）。采用NH3-TPD测试方法分析了USY和HY分子筛的酸性中心性质。通过间歇吸附实验考察了USY和HY分子筛对甲苯中DCPD的吸附脱除能力以及温度对USY分子筛吸附能力的影响，结果表明，USY分子筛的烯烃吸附量是HY分子筛的1.68倍；当温度由30℃升至50℃时，USY分子筛的吸附速率增大。采用固定床连续实验考察了温度、体积空速和原料中烯烃浓度对USY分子筛吸附效果的影响，当温度为80℃、空速为0.133h-1时，分子筛的穿透吸附量最大；分子筛处理具有较高初始浓度的原料时得到较高的穿透吸附量，且对工业焦化甲苯溶液的处理效果明显，具有较好的工业应用前景。TGA热重分析结果表明，USY分子筛对DCPD的选择性吸附能力强于甲苯。通过调整进出料热状况消除隔离壁精馏塔的黑洞
摘要：隔离壁精馏塔在同时控制4个质量指标（塔顶、侧线、塔底产品浓度以及侧线采出杂质比）时会产生设计与操作黑洞，黑洞的产生对隔离壁精馏塔的应用范围带来很大的限制。本文提出了一种通过调整进料和侧线采出的热状况对隔离壁精馏塔的黑洞进行填补的策略。这两个操作变量通过对全塔热平衡的影响，改善预分离塔与主塔之间的耦合关系，进而改善两者分离能力并最终消除黑洞，同时改善了隔离壁精馏塔的动态特性。针对进出料热状况的调整，本文结合牛顿法给出了简单的调整规则，调整会形成3种不同的方案，为不同能量供应条件下填补隔离壁精馏塔的黑洞提供了可能。通过使用 Aspen Plus 模拟理想三元物系分离，对黑洞填补方法进行稳态分析和动态响应验证，证明采用调整进出料热状况的方法可以有效的填补隔离壁精馏塔的设计与操作黑洞并使其动态特性得到改善。本文所提出的方法完善了填补黑洞的方法体系，增加了隔离壁精馏塔的灵活性与适应性。基于最小二乘支持向量机的蜡沉积速率预测
摘要：考虑蜡沉积影响因素的复杂性和最小二乘支持向量机在小样本预测方面的优势，基于最小二乘支持向量机预测的原理，通过优化最小二乘支持向量机的参数，建立了蜡沉积速率的预测模型，并对蜡沉积速率进行了预测。结果表明：该方法在样本数量较小时仍具有较高的精度，蜡沉积速率的预测值和实验值的吻合程度较好；最小二乘支持向量机建模时可以得到直观的函数表达式，而神经网络方法却不能得到模型的显式表达式，因此该方法具有明显的优势；应用径向基核（RBF）作为核函数时，不同初值的正则化参数γ和核函数宽度σ对预测结果具有较大影响，使用时应合理选择。搅拌桨组合数值模拟优化及在谷氨酰胺转胺酶发酵中的应用
摘要：搅拌是影响发酵过程的主要因素之一，组合不同类型搅拌桨、发挥其各自优势，势必能够优化搅拌性能、提高微生物发酵生产效率。本研究采用计算流体力学（CFD）方法，模拟六直叶涡轮桨（DT）和DT、DT和抛物线桨（BT6）、六斜叶桨（CM6）和DT以及CM6和BT6四种搅拌桨组合对流场和混合时间的影响。对模拟得到的混合时间进行实验验证。结果表明，最优组合为：上桨叶为 CM6桨，下桨叶为 BT6桨。吸水链霉菌WSH03-13产谷氨酰胺转胺酶（TG）的发酵实验结果表明：CM6和BT6桨组合可获得最高的谷氨酰胺转胺酶活性和生物量，分别为4.7U/mL和42.9g/L，较优化前（DT和DT桨）分别提高了53%和40.9%，说明优化后的搅拌桨组合更有利于微生物生长和发酵。研究结果为组合搅拌桨在微生物发酵过程中的应用提供了借鉴。复合移动床电石反应器中颗粒运动的离散单元法模拟
摘要：针对复合移动床反应器内固体颗粒运动，采用离散单元法模型（DEM）考察布料器分别为扇形开口和矩形开口时，布料器转速和开口对颗粒运动的影响，并基于文献结果论证了本文模型的准确性。模拟结果表明：①对于不同布料器，颗粒在移动床中呈现平推流和汇聚流两种流动形态。②随布料器转速及开口的增加，颗粒质量通量非线性增加。③随布料器转速的增加，下落床径向上颗粒分布更均匀；随布料器开口的增大，下落床径向上颗粒分布范围变大，颗粒分布更均匀；对下落床径向上颗粒分布，布料器扇形开口时分布呈 U 形、矩形开口时分布呈M形。④沿反应器轴向向下，颗粒分布有均匀化趋势；扇形开口布料器对颗粒分布的离散系数大于1，矩形开口布料器对颗粒分布的离散系数约为0.5。大深宽比双T形微通道内液-液两相流可视化研究
摘要：通过高速摄像对水力直径0.176mm、深宽比2.4的双T形矩形微通道内的液-液两相流动进行了可视化实验研究。改变连续相（硅油）和分散相（水）的流量比，记录分析了微通道不同部位油-水两相流的流型和流型发展演化情况。实验结果表明，在微通道上游T形部位的油-水两相流型主要包括滴状流、弹状流、波平行流和平行流；在微通道的中间部位，绘制了基于水和硅油量纲为1韦伯数的流型图，并将其与相关文献进行了比较。同时，发现微通道内液塞及液滴的长度（量纲为1）与油/水流量比之间存在线性关系，液塞/液滴速度比两相混合物表观速度大，建立了能够准确描述液塞/液滴运动速度的实验拟合公式。最后，研究了液滴在微通道下游 T形部位的行为，观察到断裂和不断裂两种模式并进行了分析，给出了划分断裂与否的流型图。蒸汽射流压力振荡主频研究
摘要：在稳定射流区，对饱和蒸汽在过冷水中浸没射流凝结引起的压力振荡特性进行了研究，测量得到了不同汽水参数下的压力振荡特性。通过FFT方法得到了压力振荡的主频，并分析了蒸汽质量流率和水温对压力振荡主频的影响规律，蒸汽射流凝结换热特性决定了压力振荡主频随着蒸汽质量流率和水温的增大而降低。同时，利用先前学者提出的公式并引入量纲为1的蒸汽质量流率和凝结势给出了计算主频的实验关联式，结果表明在本实验参数范围内计算值与实验值具有相同的变化趋势，且吻合的较好，误差在＆#177;8%以内。聚丙烯酰胺水溶液管道流动特性研究
摘要：采用可控温不锈钢环道对集输管道常见浓度范围内含聚丙烯酰胺水溶液的流动特性进行了室内实验研究。研究结果表明：温度对聚丙烯酰胺溶液压降梯度的影响存在一个临界浓度，在临界浓度后，聚丙烯酰胺溶液的压降梯度随温度的升高逐渐减小，在临界浓度前会出现随温度升高压降梯度增大的现象；压降梯度随聚丙烯酰胺浓度的升高先减小后增大，随流速的降低、温度的升高聚丙烯酰胺溶液的最低压降点后移。减阻率随流速的升高逐渐增大；随流速的降低、温度的升高最高减阻率点后移。聚丙烯酰胺溶液表现出明显的剪切稀释性。通过对实验数据的分析得到了聚丙烯酰胺溶液的增黏特性占主要地位时其混合黏度符合的方程组。甲烷液相部分氧化制甲醇中溶剂介质的研究进展
摘要：甲烷液相转化具有反应条件温和、能耗低、投资少等优点，研究甲烷液相部分氧化制甲醇对实现天然气的直接转化和利用具有极为重要的战略意义。本文介绍了甲烷液相部分氧化制甲醇反应中有关反应溶剂介质的研究进展，详细叙述了各种酸性介质、水以及乙腈溶剂在甲烷部分氧化制甲醇中的应用，总结了不同溶剂介质下的反应机理、催化剂、溶剂浓度等对甲烷转化的影响，探讨了溶剂在甲烷液相部分氧化中的作用，指出依据溶剂介质的性质和作用，开发环境友好、反应条件温和、转化效率高的优良新型溶剂是甲烷液相部分氧化制甲醇的重要研究方向。一种使用相变材料的新型电动汽车电池热管理系统
摘要：针对一种使用相变材料（PCM）的新型电动汽车电池热管理系统，以计算流体动力学（CFD）为基础，研究该系统在正常工况和滥用工况下的冷却性能。以模块的最高温度和最大温差作为监控参数，通过对电池在高温环境及大电流放电等工况的模拟，发现与相同结构的空气冷却条件下的电池组相比，填充PCM能够保证电池组的最大温度不超过安全温度50℃，最大温差在5℃以内，可以明显改善电池组的温度场分布，使电池的容量得到充分的利用。此外，作为一个被动的冷却方式，PCM 热管理系统不需要提供额外的附加功率，能够很好的满足电池的工作要求。高效节能CWJ超微粉碎机
摘要：CWJ超微粉碎机是浙江丰利粉碎设备有限公司拥有自主知识产权并已形成产业化生产的新一代单元设备，获得科技部创新基金支持，被评为国家重点新产品、列入国家火炬计划和国家高技术产业化项目。该产品是集粉碎与分级于一体的新颖高效组合式超微粉碎设备，设计先进，其创新性、先进性在于将高精度涡轮式分级和高速冲击微粉碎机有机相结合，整个过程能实现机电一体化控制，成功地解决了粉碎过程中的温升问题，达到最大的节能效果，且有非常好的使用可靠性。CWM-80型超级涡流磨
摘要：CWM-80型超级涡流磨是浙江丰利粉碎设备有限公司和有关科研院所联合研制开发成功的新一代微粉设备，在被评为国家重点新产品的基础上，又被列为国家火炬项目。此机的诞生，攻克了常温下有机物料超细粉碎的难题，标志着我国粉碎工业取得了突破性进展。该机的研制成功，填补了国内空白。主要技术指标达到国际同类产品先进水平，可替代进口同类产品。油页岩中矿物质对挥发分不凝气释放过程的影响
摘要：对桦甸油页岩（OS-R）采用HCl/HF/HNO3处理，分别得到去碳酸盐样品（OS-C）、去碳酸盐及硅酸盐样品（OS-F）以及有机质样品（OS-N），用XRD鉴别其矿物组成，然后通过TG-FTIR-MS研究有机质脱挥发分机理及不同矿物质对挥发分不凝气释放过程的影响。结果表明：黄铁矿的存在使挥发分不凝气体释放的初始温度明显降低，反应更易进行，且使生成的不凝气产量更高，尤其是对不凝气中 H2O 生成促进作用更显著；硅铝酸盐的存在使不凝气体产量明显减少，提高了不凝气释放的初始温度，减少了不凝气释放的过程时间。然而碳酸盐的存在能增加不凝气产量，使CO2脱出的初始温度更低。
