膜蒸馏过程强化及优化技术研究进展
摘要：膜蒸馏作为一种新型的膜分离技术,具有脱盐率高、可处理高浓度原料液等技术优势,近年来引起学术界及工业界的广泛关注。膜蒸馏技术可被应用于海水淡化,工业废水/苦盐水脱盐及糖、盐、果汁、有机/无机酸、碱液等的浓缩过程。但由于当前膜蒸馏能耗及成本较高,一定程度上限制了该技术的工业化。本文重点介绍了可用于强化膜蒸馏过程和优化该过程能量利用的方法及研究进展,主要包括膜材料和膜制备方法/工艺的进展、膜蒸馏过程操作条件的优化、改进膜组件和辅助装置的应用、太阳能和低品位热源的使用、蒸发冷凝潜热的回收以及耦合其他分离过程的复合膜蒸馏系统,同时分析了膜蒸馏技术处理高盐工业废水的应用前景,最后探讨和总结了膜蒸馏过程强化及优化的研究方向,为该技术的进一步发展提供了科学性指导。加氢裂化反应动力学建模研究进展
摘要：加氢裂化是炼油与石化行业的关键技术,借助反应动力学建模以及软件模拟技术来深入认识加氢裂化反应机理并指导生产,优化装置操作条件,可以给企业带来显著的经济效益。本文主要对利用集总法来模拟加氢裂化反应过程动力学的相关研究进行了综述,包括基于生产方案划分的集总、离散集总以及连续集总建立的反应动力学模型,重点介绍了这三类集总模型的建模思路及发展现状,对不同模型的优缺点和反应网络进行了详细的对比分析,其中连续集总模型能够充分考虑混合物性质、反应途径以及切割方案变化的影响,进而实现对加氢裂化这一复杂体系反应器的模拟,准确预测其产品分布和产品性质。同时,本文还指出未来加氢裂化反应动力学建模深入研究的方向,将集总法建模和分子法建模有效结合,开发出一个全面的混合动力学模型,将是未来加氢裂化反应器模拟中一项很有意义并且具有挑战的工作。智慧工厂综合管理信息系统开发及应用
摘要：国内智慧工厂尚未形成合理的理论体系和操作模式,如何高效、直观、迅速地整合企业所有信息资源,进行辅助智能决策是管理者面临的主要问题。本文从虚拟现实这一建立智慧工厂的关键技术手段出发,分析了其在化工行业各类工厂建模中的难点和问题,运用三维地理信息建模、激光点云扫描、360度全景影像等方法,结合可视化程序设计技术,设计开发了主要应用于工业企业的智慧工厂综合管理信息系统。该系统具备交互浏览、可视化信息查询统计、实时安防监控和预警预报、环境排污实时监测、生产流程和设备实时监测、地下管网管理和安全防护等功能,在企业取得了良好的应用效果,为国内智慧工厂如何建立提供了一种全新的解决思路。异丁烷-丁烯固体酸烷基化反应动力学研究进展
摘要：探究了固体酸烷基化反应机理和转化规律,对其进行动力学研究具有重要的理论和现实意义。概述了固体酸烷基化反应体系具有代表性的动力学研究成果,总结了不同尺度动力学模型的建立规则和对改善催化剂失活所提供的建议,指出建立固体酸烷基化分子水平机理层面动力学模型,对本征动力学性质进行描述,反映动力学参数与原料性质、操作变量、催化剂之间存在的内在联系,可以更好地为新型催化剂研发、反应器设计和工艺流程优化提供理论支持。二氧化硫在脱钙后海水体系中的溶解平衡
摘要：CO2脱钙后海水与标准海水相比,具有更少的Ca2＋和更多的HCO3-,理论上HCO3-可与SO2溶于水后产生的亚硫酸氢根反应,促进SO2的溶解。为此本文以N2为惰性载气,研究了1atm下,温度变化范围为34.0～63.9℃,SO2在标准海水、Na HCO3含量增多的海水以及钙离子减少的海水中的溶解性能,以期实现海水CO2脱钙与烟道气脱硫的耦合。结果表明SO2在标准海水中的溶解度随着温度的升高显著降低,且SO2溶解度的数值与温度呈近似线性关系;海水中HCO3-含量的增加会提高SO2在此水体系中的溶解度;而海水中钙离子的减少对SO2在此水体系中的溶解性能并无显著影响。因此与标准海水体系相比,CO2脱钙后海水体系对SO2具有更好的溶解性能,为利用CO2脱钙后海水进行烟气脱硫,从而实现海水脱钙与烟气脱硫的耦合提供了理论支持及基础数据。基于峰值守恒法的油罐呼吸阀气通量计算
摘要：呼吸阀是减少油气排放量、保证储油罐使用安全性的必要措施之一。由于储油罐所处环境条件的不同,罐内物性参数随时间而发生变化,增加了呼吸阀设计条件的不确定性。影响呼吸阀气通量的各种物理量是多种多样的,其中温度变化是影响呼吸阀气量的主要因素之一。本文以温度变化作为研究呼吸阀气通量的出发点,提出了新的呼吸阀气通量计算方法——峰值守恒法。即将气相与液相的质量变化过程视为一个独立的质量守恒体,把该守恒体的气相介质分量变化过程作为研究对象,并设定其饱和蒸气压状态下的峰值变化过程为呼吸阀气通量,利用质量守恒原则,推导出了呼吸阀气通量计算方法。该方法与目前常用的公式方法相比,其计算气通量更接近实际情况,提高了呼吸阀的设计与选用的准确性。小型有机朗肯循环系统中工质泵的效率
摘要：对小型有机朗肯循环系统中工质泵的性能进行了实验研究,建立了应用R245fa工质的小型工质泵性能研究试验台,针对容积型工质泵的效率展开实验研究,对工质泵出口压力、进出口压差和系统质量流量分别进行控制,获得了工质泵等熵效率随上述3个变量的变化曲线。实验结果表明,在蒸发温度75℃、冷凝温度11℃条件下,有机朗肯循环系统中工质泵的等熵效率范围为15%～47%,随着系统质量流量的增大和工质泵进出口压差的增加,工质泵等熵效率升高,且受到系统质量流量的影响较大。实验证实了有机朗肯循环系统中工质泵的实际运行效率比以往模拟、理论计算研究中应用的工程经验值低。依据本研究实验结果,工质泵等熵效率宜取平均值30%;基于理论循环等熵过程的分析,泵功占膨胀机输出功的比例约为8%,而实际过程中,综合考虑泵的效率、电机效率、膨胀机机械效率,其比值可达到12%以上。某焦化厂供水网络多目标建模及优化
摘要：对某焦化厂的供水网络进行了详细的分析,在用水供需平衡满足生产要求的前提下,以新鲜水供给量最小以及新鲜水供给成本与循环水及除盐水的浪费成本之和最小作为两个优化目标,建立了多目标混合整数非线性规划（MINLP）的数学模型。利用文献提出的Pareto规则下的多目标改进文化差分进化算法对模型进行了求解。所得的计算结果与现场实时操作数据相比,模型及算法实现的优化操作减少了新鲜水消耗量,降低了新鲜水供给成本与循环水及除盐水的浪费成本,达到了很好的优化效果。高低双螺旋片强化套管换热器壳侧换热
摘要：采用实验和数值模拟相结合的方法,研究了高低双螺旋片对套管换热器壳侧的强化换热效果。以仅带有高螺旋片的换热器结构为基础,研究了曲率ε分别为0.44、0.321和0.131时,Reynolds数在4000～20000范围内,低、高螺旋片高度之比l/W对壳侧换热平均Nusselt数Num和流动阻力系数f的影响,考察了等泵功条件下换热器的综合传热性能。对ε=0.44的换热器研究结果表明：当l/W〉1/2时双螺旋片强化传热效果显著,且研究工况中l/W=3/4时最优,此时与单一高螺旋片相比,Num值平均提高了10.8%;研究范围内,综合强化传热因子PEC数在1.044～1.204。对不同曲率换热器的研究结果表明,同一l/W值下,PEC数随着曲率ε值的增大而增大,说明双螺旋片结构更适合强化曲率较大的套管换热器壳侧换热。船用蒸馏造水机设计分析
摘要：造水机是重要的船舶辅机之一,使用蒸汽或内燃机缸套冷却液余热作为驱动热源,为船舶提供淡水。目前国际市场上船用蒸馏造水机已由管壳式换热器向板片式换热器过渡,国内相关设计产品和技术研究比较缺乏。本文为了研究板式蒸馏造水机换热及流动特性,以内燃机冷却液余热作为驱动力,选取实际运行工况,从热力学和流体力学角度分析研究板式蒸馏造水装置的设计要点,通过对造水机的板式蒸馏器进行热力计算和换热计算,对引射器进行结构改进设计以及对造水机的整体工艺流程设计,得到船用板式蒸馏造水机各部分的结构和详细尺寸参数。计算得到额定工况下的理论产水量并进行低负荷实验。结果表明,造水机产水品质和运行特性符合设计要求,为板式造水机制造和研发提供参考。基于换热网络集成的二甲苯分离精馏塔参数优化
摘要：精馏是化工过程中重要的耗能设备,其产品温度的改变将影响换热网络的集成。针对二甲苯分离吸附的实际生产过程,利用复合曲线系统分析精馏塔DA604塔压增大至170k Pa及230k Pa后塔顶和塔底产品流股温度改变对换热网络的集成和公用工程消耗量的影响,可实现精馏塔操作与换热网络的同步集成,相较与之前只考虑流股温位对换热网络的影响更加全面。结果表明,该精馏塔的塔压由110k Pa增至170k Pa时,系统的冷却公用工程用量增大1765.0k W,加热公用工程量减少1948.5k W,无需消耗加热公用工程;压力由110k Pa增加至230k Pa时,系统冷却公用工程用量增大4964.1k W,加热公用工程用量节省共计8172.4k W,此时加热公用工程用量减小为0且可在高温段向外界供给6223.9k W热量。该分析结果与夹点法的计算结果相同,由该结果可得普适性结论,当精馏塔塔顶塔底出口物流均为源时,增大塔压,系统加热公用工程减小,冷却公用工程增加,整体上有利于系统的节能。翅片式锂电池热管理系统散热性能的实验研究
摘要：锂电池在使用时会持续产热,作为电动汽车电源使用时若不采取有效的热管理措施,可能导致其温度过高、电池单体间温差过大,从而影响其性能和寿命。目前电池热管理系统多采用强制风冷、循环液冷、相变冷却、热管冷却等方法,结构复杂且成本较高。本文采用纯铜翅片式电池热管理系统并进行了实验研究,通过改变放电倍率和翅片厚度,研究了电池组在不同工况下的热特性。结果表明：自然对流条件下,加装翅片可显著抑制电池组温度过高,并可改善电池组温度分布的均匀性;增加翅片厚度可满足高放电倍率和深度放电时的温度要求。石油馏分中酸性物质的组成分析
摘要：针对某炼厂酮苯脱蜡装置原料油（减三线）中酸性物质组成特殊（对装置产生严重的腐蚀）的情况,采用碱醇法提取其中的酸性物质,借助负离子电喷雾-傅里叶变换离子回旋共振质谱（negative-ion ESI FT-ICR MS）研究其酸性组分的组成及分布,并与工业级脱脂环酸进行比较,从分子层面上揭示了其特殊之处。Negative-ion ESI FT-ICR MS结果表明,减三线酸性化合物主要的特点为O2类化合物中脂肪酸（Z=0）占明显优势,缩合度较大的Z=-8和Z=-10的O2类化合物中有些碳数的物质相对丰度也比较大,碳数分布有两个中心;O1类杂原子化合物的相对丰度仅次于O2类化合物,且大大高出其他类杂原子化合物,O1类化合物中,烷基酚类化合物占绝对优势。减三线酸性化合物的特殊组成将对进一步探究腐蚀机理和寻求解决设备腐蚀的途径有重要的指导意义。磷酸基咪唑离子液体脱除煤焦油柴油馏分中的氮化物
摘要：研究了不同磷酸基咪唑离子液体对煤焦油柴油馏分中氮化物的脱除效果。分别以磷酸酯和磷酸二氢根为阴离子合成了烷基碳链长度不同的咪唑磷酸酯和咪唑磷酸二氢盐离子液体,考察了不同条件下离子液体对煤焦油柴油馏分的脱氮效果。结果表明,酸性咪唑磷酸二氢盐离子液体脱氮效果优于咪唑磷酸酯离子液体,1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐（[BMim]H2PO4）离子液体的脱氮效果最佳。在剂油质量比为0.2、反应温度为40℃、反应时间和静置时间均为30min的条件下,[BMim]H2PO4对煤焦油柴油馏分的脱氮率为92.3%,循环使用5次后仍具有稳定的脱氮效果。铑基催化剂用于低碳醇合成反应研究进展
摘要：分别从反应机理、活性位点、助剂和载体4个方面对合成气制低碳醇铑基催化剂体系进行了文献综述,同时对理想催化剂的研究方向做出了预测。通过对不同学者的研究成果的对比,发现对于铑基催化剂催化的反应机理和活性中心等方面的研究仍存在较多争议,更为深入仔细的研究工作仍然需要。应用前景方面,虽然铑基催化剂对该反应具有较高的低碳醇选择性（尤其是乙醇）和较好的稳定性,但较低的反应活性及铑金属自身昂贵的价格很大程度上限制了其应用,具有工业应用价值的高效铑基催化剂仍有待开发。负载型Mn基低温NH3-SCR脱硝催化剂研究综述
摘要：Mn Ox以其良好的低温催化活性成为当前低温NH3-SCR脱硝催化剂研究的热点,负载型Mn基低温脱硝催化剂较好地解决了非负载型低温N2选择性差、易中毒等难题,具有良好的工业应用前景。本文综述了负载型Mn基低温脱硝催化剂的研究现状,从活性组分、载体、制备方法、机理和动力学以及抗H2O、SO2性能5个方面介绍了负载型Mn基低温脱硝催化剂的研究现状,着重阐述了金属氧化物、分子筛、炭基等人工和天然载体负载Mn Ox在制备方法和脱硝活性方面的最新研究成果,简述了Mn基低温脱硝催化剂的催化机理以及动力学研究进展,分析了Mn基低温脱硝催化剂的H2O和SO2中毒机理。指出提高负载型Mn基低温脱硝催化剂的抗中毒性能和再生是今后研究的重点。3-甲基吡啶一步气相氧化合成烟酸的V2O5/TiO2催化剂研究进展
摘要：烟酸作为重要的化工和医药中间体广泛应用于不同领域。相较于传统工艺,3-甲基吡啶气相一步催化氧化合成烟酸的方法具有成本低、污染低、产品质量高等优点,展现出良好的应用前景。目前V2O5/Ti O2系列催化剂在3-甲基吡啶的氧化反应中表现出了良好的氧化活性。本文主要分析了催化剂表面的VOx结构,并概述了载体、制备方法、负载量、焙烧过程和助剂掺杂对结构的影响,探讨催化剂中各组分之间的相互作用,根据相关文献推测3-甲基吡啶氧化的反应机理。但该类催化剂仍然存在反应速率和选择性较低、温度窗口窄、反应过程中放出的热量对催化剂的影响等一些技术问题。文章从催化剂的开发和反应器的设计两方面进行了展望。负载型Mn-Fe/γ-Al2O3低温脱硝催化剂的性能
摘要：采用共沉淀法制备了负载型Mn-Fe/γ-Al2O3低温SCR催化剂,运用固定床催化反应器,以氨气为还原剂,考察了负载量、活性组分配比、焙烧温度等制备条件和空速、O2体积分数、NH3/NO摩尔比等操作条件对Mn-Fe/γ-Al2O3催化剂低温脱硝性能的影响,并通过X射线衍射仪（XRD）、比表面积测定仪（BET）等手段对催化剂进行表征。结果表明,负载质量分数为20%、n（Mn）∶n（Fe）=4∶1、焙烧温度为600℃、空速为16000h-1、O2体积分数为4%、NH3/NO摩尔比为1.2、反应温度为200℃的条件下,NO转化率达到了96%以上。
