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化工进展 2016年第S1期杂志 文档列表

化工进展杂志化工过程与装备

燃烧尾气后处理的反应溶剂型大型工业CO2吸收塔工艺技术进展1-9

摘要：介绍了工业化经济型CO2吸收塔的实体案例,总结近十年来工业化CO2吸收塔的化工装置以及工程技术进展。系统介绍了CO2吸收塔的化工工艺装置在运行中经常遇到的技术问题以及相应的解决方案,并分析近十年来几类技术发展,分别是溶液降解和降解产物处理技术、气体排放尾气的采样和分析技术、吸收剂主体组分分析技术、降低总体能耗的催化吸收-解吸技术。通过分析可知,利用固体矿物和生物催化剂是降低能耗的有效方法,但存在大量技术问题有待完善和解决。总之,这一系列的化工工艺技术的发展和进步,会为完善经济型吸收塔提供更多可信的实际数据。因此,燃烧尾气后处理的溶剂型CO2吸收化工工艺装置必然朝着更小的反应器（吸收塔）和更低的能耗发展目标前进,从而实现该装置的高效率和低成本运行。

征稿简则7-

微通道换热器的研究及应用现状10-15

摘要：随着加工技术的发展、新材料的出现,微通道换热器紧凑高效的优良性能逐渐被人们所重视,并且迅速向不同领域拓展,航空航天、暖通空调、微型核反应堆、燃料电池动力潜艇等重大设备领域中也均有涉及,但在微通道换热器的研究和应用的某些方面还存在问题,如微通道内两相流动换热的机理和流动传热计算、制冷设备中制冷剂和气流的分布、热泵系统的结霜以及制造方面的行业规范等问题,这些都限制了微通道换热器的应用推广。因此,本文围绕以上问题,对比其他类型换热器,详细介绍了微通道换热器的技术特点并对其分类,结合近些年国内外研究成果重点综述了微通道换热器的研究现状和目前主要的应用领域,从科研和应用的角度归纳了微通道换热器的应用前景和日后的研究方向,以供研究人员参考。

D296树脂分离锆、铪洗脱的效果16-19

摘要：介绍了在离子交换固定床上用D296强碱性阴离子交换树脂分离锆、铪的洗脱实验研究。吸附与洗脱实验的温度均控制在2~5℃,洗脱实验在饱和吸附的离子交换柱、过漏的离子交换柱、未过漏的离子交换柱中进行。研究结果表明:离子交换柱吸附状态以及洗脱剂酸度对分离效果有显著的影响。当离子交换柱存在交换区时,用任何酸度的硫酸作为洗脱剂,铪均被先洗脱出来,但高酸度的洗脱剂对分离锆、铪更有利;当离子交换柱为饱和状态时,低酸度和高酸度的洗脱剂洗脱,锆、铪不能得到分离。实验证明了单一的固定床分离锆、铪的效率低,要成功实现锆、铪的分离,需采用连续分离的离子交换移动床。

壁面润湿性对蛇形微通道内两相流流动特性影响的格子Boltzmann模拟20-25

摘要：在90°Y形汇流的矩形截面蛇形微通道内,采用格子Boltzmann方法对不同接触角的蛇形微通道内气液两相流动进行了数值计算。首先以空气和水为工作流体对气液两相流动进行模拟研究并通过实验进行验证。验证模型合理性后,根据模拟计算结果,以气液相流速为坐标绘制了不同接触角下的流型图并分析其差异性及原因;同时深入研究了液相黏度和接触角对于弹状流流体力学性质的综合影响;比较了具有不同接触角壁面的蛇形微通道内两相流压降、摩擦因子、壁面摩擦系数和剪切应力的分布规律,并讨论了蛇形微通道内气液两相流动的影响因素。研究表明疏水壁面即接触角大于90°时,微通道内两相流压降、摩擦因子、壁面摩擦系数和剪切应力均低于亲水壁面微通道内相关参数,更利于流体流动。

水力喷射空气旋流器用于吸收处理工业尾气中的氨气26-30

摘要：针对工业尾气中氨气吸收存在的传质效率低、设备易于堵塞等问题,本文采用新型超重力气液传质设备水力喷射空气旋流器(WSA),以稀硫酸溶液为吸收剂,开展了氨气吸收处理研究。研究考察了初始NH3浓度、进口气速、喷孔面积以及中心排气管直径等操作参数和WSA结构参数对氨气吸收处理效率的影响。研究结果表明,NH3吸收率随着初始NH3浓度和进口气速的增大均呈现先增大后降低的规律。NH3吸收率随着WSA的喷孔面积的增大先增大后趋于平缓,但却随着WSA的中心排气管直径的增大而降低,但压降也随之增大。在NH3浓度为4500mg/m3左右,进口气速为26.46m/s时,采用喷孔面积为565.5mm2、中心排气管直径为32mm的WSA,NH3吸收去除率可达99.5%以上。该工艺在工业尾气中的NH3回收处理方面具有较大的应用前景。

剑麻皂甙元在甲醇和乙醇中溶解度的测定及应用31-34

摘要：常压下,平衡法测定了剑麻皂甙元在甲醇(293~338K)和乙醇(293~353K)溶剂中的溶解度,并对溶解度数据进行关联拟合。结果表明:剑麻皂甙元在两种溶剂中的溶解度均随温度的升高而增大。温度293~323K时,甲醇溶解度高于乙醇溶解度,温度大于323K时,乙醇溶解度高于甲醇溶解度。甲醇和乙醇拟合方程校正决定系数分别为0.9961和0.9976,温度318~338K时,甲醇平均相对误差2.12%,温度328~353K时,乙醇平均相对误差2.56%,拟合方程基本可满足工程设计需要。对两种溶剂在剑麻皂甙元工业生产中的应用进行了研究,表明乙醇作为剑麻皂甙元的萃取溶剂优于甲醇。

FST高效塔板传质元件内气相流场的数值模拟35-40

摘要：FST高效塔板是一种喷射型塔板,同鼓泡型塔板相比,具有高通量、低压降等特点。塔板传质元件的结构会很大的影响塔板的传质效率和压降,为了优化塔板结构设计,提升塔板性能,有必要研究不同结构传质元件的效果。本文使用FLUENT软件对FST高效塔板传质元件开展数值模拟研究,得到传质元件内部气相流场,对比了3种结构传质元件内部气相流场的分布情况,考察了除雾叶片、旋流叶片径向角对气相流场的影响。结果显示除雾叶片会增强传质元件的除雾效果,降低塔板的雾沫夹带,但也会带来额外的塔压降。旋流叶片径向角会增强气相旋流强度,强化传质效果,但是也会带来压降过大、回流过大的问题。为优化设计塔板传质元件,应综合考虑各结构因素的影响,合理平衡塔板压降与传质效果、除雾效果。

第三流体在冷却通道内流动换热数值研究41-47

摘要：以某液氧煤油火箭发动机冷却系统设计计算为基础,基于计算流体力学(CFD),并采用三维流固耦合算法对以水作为第三流体的冷却循环系统进行了计算和分析。比较了冷却剂入口温度、流量和冷却通道内压力损失等因素对冷却通道内流动换热的影响。结果表明:冷却剂流量增加0.01kg/s,推力室壁面整体温度和喉部温度降低分别降低9K和15K左右,冷却剂出口干度降低0.011左右;当冷却剂流量较低时,入口温度变化对换热效果几乎无影响,而当冷却剂流量较高时,入口温度每增加10K,冷却剂出口干度增加0.009左右;冷却剂流量每增加0.01kg/s会导致冷却通道压力损失增加54kPa左右;入口温度每增加10K,冷却通道压力损失将减少24kPa左右。由此,本文得出冷却剂流量的最佳范围12~14.4kg/s,入口温度的范围为300~350K。

空气取水用套管式吸附床的吸附特性48-52

摘要：为提升吸附式空气取水吸附床吸附性能,对套管式吸附床吸附性能的影响因素(风机功率和传质通道直径大小)进行实验分析。利用称重法分别测量不同因素影响下吸附床吸附量随时间变化情况。结果表明,为满足吸附床吸附要求,需对吸附床进行风机送风;吸附床吸附量随着风机功率增加而增加,最大提升约14.5%;随着传质通道直径加大而变大,最低提升约39.66%;相比于提升风机功率,提升传质通道直径能更好地提高吸附量,效果为提升风机功率的3倍以上。

MVR空心桨叶干燥污泥的特性及动力学53-57

摘要：基于空心桨叶干燥机建立了一套机械蒸汽再压缩式热泵干燥系统,将相同质量的污泥(100±0.1)kg,在真空压力约为95kPa、压缩机出口蒸汽温度为95~115℃进行恒温干燥实验,从而得到污泥干燥过程中含水率以及干燥速率等变化曲线,压缩机出口蒸汽温度为95~115℃,污泥临界湿含量从0.22增加到0.34。引入5种常用的污泥干燥模型,利用Origin软件对实验数据进行分段拟合分析,得到污泥加速阶段和降速阶段的干燥动力学模型MR=exp(-kt n)。以分段函数形式表示的干燥方程分别为:MR=exp-(2.78×10-4 T-0.01896)t1.596[],(加速阶段);MR=0.894-0.564(1.737×10-4 T-8.05×10-3)t(恒速阶段);MR=exp-(2.26×10-4 T-0.01365)t1.984[](降速阶段)。对实验得到的干燥模型进行验证,计算得到各干燥阶段污泥湿含量平均相对误差,并将实验所得干燥曲线和干燥速率曲线与模型计算值进行比较,可以看出分段处理能较好的描述污泥干燥规律。

百万千瓦级别核电汽轮机润滑油选型58-62

摘要：以哈汽-三菱全球第一台百万千瓦AP1000三代核电汽轮机机组为例,讨论了核电汽轮机的润滑选型关键问题。核电汽轮机组因为其高安全性和特殊应用工况,相比普通火电汽轮机有着更高的润滑要求。本文就各润滑性能指标进行了深入探讨。哈汽厂与三菱公司经过深入讨论和反复论证,最终选择了壳牌公司的多宝Turbo J汽轮机油。这对于其他核电机组的润滑油选型有着重大的借鉴意义。

化工进展杂志能源加工与技术

基于生物电化学原理的生物制氢研究进展63-68

摘要：清洁能源对于缓解能源环境压力有重要意义,而生物电化学研究在清洁能源领域受到人们重视。生物电化学是以生物体系的研究及其控制和应用为目的,并融合了生物学、电化学和化学等多门学科交叉形成的一门独立的学科,是在分子水平上研究生物体系荷电粒子(可能包括非荷电粒子)运动过程所产生的电化学现象的科学。在能源环境领域,生物电化学研究环境有机污染物化学能回收,如微生物电解池(microbial electrolysis cells,MECs),氢能的回收同时完成污染物的处理。本文介绍了微生物电解池制氢的基本原理、电极材料产氢评价指标;MECs系统不同结构对产氢效能的影响的比较,MECs实际应用中所存在的问题;提出了今后微生物电解池在制氢方面的发展趋势和研究方向及在制氢方面的应用前景。

油水两相流蜡沉积研究进展69-74

摘要：蜡沉积研究中,油水两相蜡沉积的研究已成为研究重点,但对此领域的研究还处于起步阶段。本文系统阐述了国内外蜡沉积研究的发展现况,对近些年蜡沉积机理研究的新进展——剪切剥离以及老化机理作了分析。介绍了冷板、冷指实验装置和环道实验装置,对国内外学者进行的蜡沉积实验情况作了概述。介绍了国内外单相原油与油水两相蜡沉积动力学模型的研究现状,在单相模型基础上对Couto油水两相模型和Bruno改进模型进行了描述。今后的研究应以蜡沉积机理与预测模型为重点,分析油水两相流蜡沉积的影响因素,这对于缓解输油管道蜡沉积问题,增强管道输送能力具有现实意义。

现代煤化工设计煤质确定方法的探讨75-78

摘要：设计煤质数据是现代煤化工项目中重要的设计基础,直接影响到项目能否稳定运行。本文根据神华煤化工项目的建设经验,提出了原料煤设计煤质确定的程序方法。目前煤化工项目常用的煤气化技术包括:干粉气流床气化技术、水煤浆气化技术、固定床碎煤加压气化技术及流化床气化技术。根据不同气化技术对煤质的不同要求,归纳出了在煤化工项目确定设计煤质过程中所需的煤质分析项目。在煤样的采集与分析工作过程中,采集的煤样具有代表性是保证获得典型煤质数据的前提。文中根据项目配套的煤源矿井所处的生产阶段不同,提出了不同的煤样采集方案包括采样地点、煤样类型、采样质量、煤样粒度及采样方式等。同时对后续煤样制备与分析及最终数据校核工作进行了探讨。

催化裂化柴油综合利用技术及其发展79-86

摘要：催化裂化柴油(LCO)具有芳烃含量高、十六烷值低的特点,已成为炼厂的主要低价值油品。如何高效利用LCO中富含的芳烃,国内外相继推出了LCO的综合利用技术。本文主要从技术特点、反应机理、工艺流程、催化剂和应用数据等方面简要介绍了4类LCO综合利用技术,包括LCO加氢改质技术、LCO加氢裂化技术、LCO加氢-FCC组合技术、LCO加氢-芳烃抽提组合技术。分析表明LCO综合利用技术不仅可生产清洁柴油,还可生产高辛烷值汽油或BTX轻组分,炼厂可根据自身的实际情况与市场需求,选择合适的技术路线,在追求产品质量升级的同时,实现经济效益最大化,同时适应了现代炼油企业油、化结合的发展趋势。

FCC原料加氢预处理生产超低硫汽油技术措施综述87-92

摘要：阐述了超低硫汽油的生产对现有FCC原料加氢预处理技术的影响以及世界各国的技术策略,并指明了FCC原料加氢预处理技术在生产超低硫汽油中的发展方向和主要技术措施。研究表明:从生产30μg/g的清洁汽油到生产硫含量小于10μg/g的超低硫汽油会造成FCC原料加氢预处理装置氢耗高、运转周期短、加氢预处理-催化裂化联合装置经济性差等问题。FCC原料加氢预处理生产超低硫汽油的主要技术措施有:优化现有的FCC原料加氢预处理装置、对现有FCC原料加氢预处理装置增加一个反应器、增加现有FCC原料加氢预处理装置的进料量、开发FCC原料加氢预处理-FCC组合工艺、新建或改造成缓和加氢裂化装置、新建或改造成部分转化加氢裂化、新建或改造FCC汽油后处理装置。

分子水平重油生焦规律研究进展93-100

摘要：阐述了重油缩合生焦规律分子水平的研究进展,主要从重油中四组分的分子组成与生焦的关系以及重油模型化合物生焦的研究两方面进行了概述。研究表明,对于重油各族组分来说:适量的饱和分有助于提升生焦质量;芳香分环数越多生焦越明显,生焦质量越差;中、重胶质和沥青质易生焦,生焦质量差;杂原子会降低生焦质量,但各个杂原子的危害程度不同。而对于各个重油模型化合物来说:甲苯极难发生热缩合反应;萘、菲、蒽、芘的热缩合反应难度逐渐降低;二甲基萘由于侧链的作用,生焦质量比萘要差;1,2,4,5-四甲基苯由于其特殊的空间构型较易缩合生焦且生焦质量很好;杂原子模型化合物单独生焦质量越差,则其在加入到芳烃中之后对体系的生焦质量危害越大。随着超高分辨质谱技术的发展,为更加细致深入研究芳烃热缩合反应生焦机理提供了可能。