流化床-化学气相沉积技术的应用及研究进展
摘要：流化床-化学气相沉积（FB-CVD）技术是一种多学科交叉的材料制备技术,兼有流化床传热传质性能良好以及化学气相沉积均匀、产物单一等优点,在工业生产中有着广泛的应用,但因其属于交叉学科,散见于各种研究,没有进行专门的进展评述。本文拟对FB-CVD的工业应用进行专题综述,分析其发展和研究趋势。首先探讨了FB-CVD的基本原理,分别综述了其在颗粒包覆、一维纳米材料、多晶硅制备、颗粒表面改性及粉体制备等方面的应用,介绍了FB-CVD的过程模拟及反应器结构优化方面的研究进展。通过以上讨论,梳理了FB-CVD研究的科学内涵。可以看出,该过程具有明显的多尺度特征,即材料制备的微观层次、颗粒流化均匀性的介观层次以及反应器结构设计的宏观尺度。总结得出：FB-CVD技术的未来发展取决于3个尺度的耦合分析,其研究重点也应关注尺度间的相互影响效应,如材料制备的均相成核、非均相成核和颗粒流化及运动规律的相互耦合等。《化工进展》期刊被《工程索引》（Ei Compendex）收录
摘要：自2016年起《化工进展》期刊被美国《工程索引》（Ei Compendex）收录,感谢各位作者、专家、读者等各界人士多年来对《化工进展》的支持与厚爱!《化工进展》编辑部会继续努力,为大家奉献一份精品期刊!下文为2016年收录中国大陆期刊的部分信息。EI官方网站网址为：www.elsevier.com/solutions/engineering-village EI数据库官方网站网址为：www.engineeringvillage.com，蓄热过程强化技术的应用研究进展
摘要：蓄热技术可以有效克服供能端与用户端在时间和空间上的不匹配问题,是提高能源利用率的重要手段之一,但是当前的蓄热技术存在蓄、放热速率较低等问题。鉴于此,本文综述了过程强化技术在蓄热中的应用。首先介绍了各类蓄热技术,包括显热蓄热、潜热蓄热以及热化学蓄热,并且从蓄热密度、蓄放热速率以及技术可行性上对各类蓄热技术的优缺点进行了比较;其后,重点回顾了代表性过程强化技术在蓄热系统中的应用,包括结构优化、材料改性以及梯级蓄热;通过分析可以看出,过程强化技术可以对蓄热过程中的传热传质进行强化,极大地提高蓄热系统的蓄放热效率。最后,本文就蓄热技术发展趋势进行了展望,蓄热系统将朝着紧凑、高效的方向发展;在未来的发展中,蓄热技术与能源互联网的结合是应用研究的重点之一。聚合物搅拌脱挥设备及其CFD模拟研究进展
摘要：综述了聚合物搅拌脱挥设备的开发进展,分析了设备开发过程存在的关键问题。指出卧式脱挥设备中的流动特性、混合特性、成膜特性以及表面更新特性等是强化传质的关键因素,具有自清洁搅拌特性的高效卧式脱挥设备是装备开发与研究的主要方向。阐述了计算流体力学（CFD）在研究高黏流体卧式搅拌设备内传递过程机理中的应用。基于网格重叠技术的有限元方法和基于动网格的有限体积方法可以解决复杂几何结构的桨叶和翅片、双轴的旋转运动以及啮合机构非常小的间隙等难题。借助于CFD中VOF多相流模型可以精确地追踪气液相界面,模拟反应器中的成膜过程和表面更新特性,进而可以深入分析设备中的传质过程,为高效聚合物脱挥设备的优化与设计提供了新的思路。水平管气液两相分层流界面剪切预测研究进展
摘要：水平管气液两相分层流虽流型简单,但由于界面存在复杂的动量和能量传递,分层流的界面剪切预测至今没有一致的结论。本文从理论模型、实验模型、数值计算3个角度出发,详细阐述水平管气液两相分层流界面剪切预测的研究现状,得出不同研究方法的优势和缺陷。针对3种研究方法,指出理论模型通过模型简化和经验关联式来建立封闭模型,实验模型则在封闭关系上修正经验关联式,但由于简化假设和实验条件的限制,使得这两种研究方法对界面剪切应力的预测具有一定的局限性;数值计算能够弥补机理模型在流场细节等方面的不足,但能够提供界面剪切预测或封闭关系的工作很少。此外,对比了5种不同形式的已有模型对气液两相分层流持液率和压降预测的结果。最后展望了水平管气液两相分层流界面剪切预测的研究趋势,提出理论和实验研究需要提出更详细的局部模型,并考虑工程实际工况进行研究,发展针对气液界面计算的新方法,并为分层流提供封闭关系则是数值计算研究面临的挑战。基于层次分析法优化天然气净化工艺
摘要：为了避免杂质腐蚀设备或因低温冻结而堵塞换热器,天然气在进入液化装置前需对其进行净化处理,即脱除天然气中的酸性气体（CO_2、H_2S）和水分。本文选用二乙醇胺（DEA）法脱除天然气中的酸性气体,用三甘醇（TEG）法脱除天然气中的水分,通过耦合DEA法和TEG法得到最终天然气净化工艺,且达到净化指标要求。但由于工程手册只能给出工艺参数的大概范围,尚无法得到最优的工艺方案,因此本文首先应用化工模拟软件HYSYS 8.4对天然气工艺过程进行模拟计算,然后在工艺参数推荐范围内设定9组推荐方案,引入系统评价方法中的层次分析法,并基于Matlab程序计算,对9组推荐方案进行多目标综合评价,最终确定最优的净化组合方案。本文可为天然气净化工艺和其他工艺方案的优选提供指导。基于均匀设计法的富氧底吹铜熔池熔炼炉热力学回归分析
摘要：找出系统用能的薄弱环节和造成低效率的原因,会对炼铜工业的发展造成深远的影响。本文针对富氧底吹铜熔池熔炼炉的结构特征,从热力学角度出发,依据富氧底吹铜熔池熔炼炉的冶金计算模型,结合实际的生产数据,选择富氧率、铜锍温度、烟气温度、炉渣温度、精矿种类为影响因素,基于均匀设计法,对影响富氧底吹铜熔池熔炼炉生产过程？效率的主要工艺参数进行回归分析,结果表明：在保证炉料间化学反应充分完全的条件下,富氧率和炉渣温度之间存在明显交互作用,随着富氧率或烟气温度减小,炉渣温度或铜锍温度增加,精矿品位增高,则富氧底吹铜熔池熔炼炉？效率增加,为整个富氧底吹铜熔池熔炼炉熔炼过程的节能降耗提供有利基础,并为智能集成决策提供了重要优化理论基础。有机胺法分解氯化铵的工艺
摘要：采用有机胺法在无水条件下分解氯化铵制取氨气和氯化氢,对有机胺的筛选和氯化铵分解工艺进行系统研究,分别考察了释放氨气过程和释放氯化氢过程中各反应条件对反应的影响,通过对多种有机胺[三己胺、三（2-乙基已基）胺、三辛胺和三月桂胺]分解氯化铵的反应进行比较,筛选出最优有机胺用于实现对氨气和氯化氢的高效分离。实验表明：与其他有机胺相比,三己胺具有反应时间更短、氨气和氯化氢收率更高的优势。释氨过程中当三己胺与氯化铵以及异戊醇与氯化铵的摩尔比分别为1.4和6.84,氮气流量140 m L/min时,在132℃下反应3.5h,氨气收率可达到97.5%;释氯化氢过程中当非极性有机溶剂十四烷与三己胺盐酸盐的摩尔比为11∶1,氮气流量260 m L/min时,在223℃下反应4.5h,氯化氢收率可达94.65%。浙江丰利成为粉碎设备行业专利示范企业
摘要：国家高新技术企业浙江丰利粉碎设备有限公司积极保护自主创新成果,实施知识产权战略,构筑专利产品技术链,拓展新市场、赢得新优势。日前再次通过＂绍兴市专利示范企业＂复审,有效期三年,成为我国粉碎设备行业屈指可数的专利示范企业。浙江丰利自创立五十多年来,一直顺应我国产业政策优先支持＂超细粉体工程＂的发展契机,专注于超微粉碎技术和绿色环保装备相结合的专利研发,在超微粉碎、精细分级等粉体加工领域拥有多项核心专利,成为开掘超微粉材料领域的利器。太阳集热管纳米流体的光热性能实验
摘要：采用两步法制备Si C-H_2O、Ti C-H_2O、Al_2O_3-H_2O（α和γ）4种纳米流体,通过闷晒实验研究了4种纳米流体的光热转换性能,分析了颗粒种类、质量分数、分散剂、p H值、颗粒形状对纳米流体光热转换性能的影响,并且对比了普通玻璃管内纳米流体与全玻璃真空管内水的集热性能。实验结果表明,纳米流体的光热转换性能优于去离子水和全玻璃真空管,其中Ti C-H_2O纳米流体的光热转换性能最好,最高温度比水高出21.76%;分散剂能增强纳米流体的光热转换性能,并且不同纳米流体最适合的分散剂也不同;纳米流体存在其最佳的质量分数和p H值,其中Si C-H_2O最适宜的质量分数为0.1%,最佳p H值为9;粒子形状对光热转换性能有较大影响。在55℃以下,Si C-H_2O纳米流体直接吸收式集热效率高于全玻璃真空管内水的间接吸收集热效率,两者效率的最高差值可达30%。但在更高温度下,纳米流体集热效率迅速下降。面向氯化钾浮选分离过程的超声强化
摘要：研究了超声波对氯化钾颗粒和十八胺盐酸盐的形貌及分散性的影响规律,并用于强化钾盐浮选分离过程,提高钾盐的捕收率。通过扫描电子显微镜观察到经超声处理后的氯化钾颗粒表面更为粗糙,形状多呈现椭球形。将超声处理不同时间的氯化钾颗粒进行系列浮选实验,结果表明,随着超声时间的增加氯化钾的捕收率稳定上升,超声40min的颗粒的捕收率可从14.32%增加到46.66%。此外,通过显微镜观察到,经处理后的捕收剂十八胺盐酸盐在氯化钾饱和液中有更好的分散性,从而使浮选氯化钾的捕收率增加。结果显示捕收剂经超声处理20min后,可使氯化钾的捕收率由20.84%增加到94.24%。因此,超声波预处理是强化钾盐浮选的一种有效手段。PV/T集热器优化设计及实验
摘要：光伏/光热（photovoltaic/thermal collector,PV/T）集热器是光伏光热系统的关键部件,其性能好坏直接决定着太阳能综合利用率的高低,因此PV/T集热器的设计对光伏光热系统的性能研究有着重要的作用。本文对PV/T集热器结构和传热热阻进行了分析,采用Fluent软件对不同的辐照度、结构尺寸和流量共75种工况下的PV/T集热器的热性能进行了数值模拟;并对PV/T集热器进行了优化设计,根据设计结果搭建了试验台,对PV/T集热器的集热效率与发电效率进行了研究。研究结果表明：集热器内最佳冷却水流量为0.008kg/s,光伏电池和集热面积最佳比D/W=0.4。随着归一化温差的增大,PV/T集热器的光电效率与集热效率均不断降低,光电效率预测值与实验值的最大误差22.5%,平均集热效率0.63,最大集热效率达到0.75。带有中间分液结构的管壳式冷凝器实验研究
摘要：对于管内凝结而言,为保持蒸汽在换热管进口段的高效换热状态而进行中间分液,改变气液两相流的流型,以保持相对较高的换热系数是＂短管效应＂理论的技术举措。结合传统冷凝器的结构,本文设计了一种用于实验研究的气液分离卧式管壳式水冷冷凝器。通过布置在冷凝器两端分程隔板处的不同直径和数量的分液管来观察其换热效果,并与传统冷凝器进行整体换热系数、出口冷凝液温度及压力损失三方面的实验对比。结果表明：具有不同直径和数量的分液管的冷凝器具有相似的热力性能;具有不同直径和数量的分液管的冷凝器整体换热系数比传统冷凝器要高,出口冷凝液温度比传统冷凝器要低,且具有较小的压力损失;在测试工况下,右侧开启1个0.5mm、1个1mm,左侧开启2个1mm、1个0.5mm分液管的冷凝器表现出较好的综合换热性能。浙江丰利成为粉碎设备行业专利示范企业
摘要：国家高新技术企业浙江丰利粉碎设备有限公司积极保护自主创新成果，实施知识产权战略，构筑专利产品技术链，拓展新市场、赢得新优势。日前再次通过“绍兴市专利示范企业”复审，有效期三年，成为我国粉碎设备行业屈指可数的专利示范企业。基于复杂网络理论的符号有向图（SDG）化工故障诊断
摘要：化工过程系统的大型化和复杂性,仅通过常规方式来描述故障机理越来越受到限制。本文以流程图建模法构建的符号有向图（signed directed graph,SDG）故障模型为基础,将化工过程系统抽象为网络拓扑结构,通过对网络模型的统计特征描述,判断网络的复杂性、小世界性和无标度性,进而以复杂网络中心性理论定量计算网络中各个节点的重要性,分析比较各指标来确定网络中的核心节点,并通过Capocci算法对网络进行社团结构的定量划分,最后以网络中的核心节点确定化工过程中易引起安全事故的关键变量,并用社团划分的结果绘制出化工故障诊断模型的关键路径,确定重点监测部位。案例应用结果表明：该方法可行,为化工过程系统中故障节点和监测提供了新的解决思路,丰富了化工过程故障诊断和预防控制的相关理论。序列数编码的遗传算法柔性优化多股流板翅式换热器通道排列
摘要：实数编码的遗传算法在优化多股流板翅式换热器通道排列中进行个体间交叉、变异操作后,存在无法保证各流体的通道数恒定不变的问题。对此,以通道的热负荷累积均方差为目标函数,建立通道排列的优化模型,提出基于序列数编码方式的改进遗传算法进行多股流板翅式换热器通道优化设计,实现了个体间交叉和变异遗传操作。对一包含4个流股57个通道的板翅式换热器通道排列进行优化,并通过多工况点设计对系统柔性进行分析。结果表明：本文优化设计方案的累积热负荷均方差为3562.9W,比文献经验值小2.7%,相比于实数编码遗传算法得到的结果,减少了15.1%,且累积热负荷在零线上下均匀波动。文章表明序列数编码的遗传算法增加了遗传算法种群中个体的多样性,提高了搜索效率具有更好的全局搜索能力。旋风分离器分离性能的数值模拟与分析
摘要：以XLPB-5.0和XCX-5.0两种旋风分离器为原型,采用CFD软件对这两种旋风分离器进行了流场与分离效率的数值模拟,初步探讨了入口蜗壳形式与芯管结构对分离效率的影响。模拟结果显示：旋风分离器内流场呈各向异性分布特点,切向速度是影响分离效率的首要因素,径向速度的存在会造成＂流场短路＂现象,使轴向速度呈不对称分布,导致分离效率的降低。轴向速度与径向速度的共同作用促使颗粒在旋风分离器内做螺旋运动;XLPB-5.0和XCX-5.0的分离效率分别为92.55%和94.96%,与实验结果基本吻合,且不同芯管参数下XCX型的分离效率比XLPB型高;螺旋式入口蜗壳（XCX-5.0型）对旋风分离器上部流场的影响相比直流式入口蜗壳（XLPB-5.0型）复杂;对于两种旋风分离器,随着芯管直径的增大,分离效率逐渐变小;随着芯管深度的增大,分离效率先增大后减小。纤维素/生物质热解生成脱水糖衍生物的机理以及选择性制备技术研究进展
摘要：纤维素/生物质快速热解过程中会形成多种脱水糖衍生物,包括左旋葡萄糖酮（LGO）、1,4：3,6-二脱水-α-D-吡喃葡萄糖（DGP）、1,5-脱水-4-脱氧-D-甘油基-己-1-烯-3-阿洛酮糖（APP）和1-羟基-3,6-二氧二环[3.2.1]辛-2-酮（LAC）等,这些脱水糖衍生物均具有很高的化工应用价值。然而在常规热解过程中,这些产物的产率都非常低,使得后续的分离提取十分困难;而在适当的催化热解条件下,其产率可以大幅提升,从而实现目标产物的选择性制备。基于此,本文首先概述了国内外学者对这4种脱水糖衍生物热解生成机理的实验以及密度泛函理论研究;随后总结了针对LGO和LAC这两种产物,现阶段已开发的选择性热解制备技术,包括最佳的催化剂以及催化热解反应条件;最后提出了未来在脱水糖衍生物生成机理以及选择性制备技术方面需要开展的工作。
