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化学工程 2009年第11期杂志 文档列表

化学工程杂志萃取、干燥过程及设备

纸张表面墨膜蒸发与渗透干燥的耦合建模1-4

摘要：油墨干燥速率是影响印品质量的关键因素之一,干燥通常是油墨溶剂渗透和蒸发共同作用的结果。文中建立了考虑纸张和油墨内部导热、油墨内固体骨架等复杂因素的一维油墨干燥模型。渗透部分基于毛细管束模型,引入了蒸发对油墨黏度的影响;蒸发部分引入了油墨溶剂相分数的概念,分析了各界面处应满足的边界条件,实现了渗透和蒸发的耦合计算。模型揭示了孔隙率对蒸发速率的影响、对流换热系数对渗透速率的影响,能很好地再现实验数据。

超临界CO2和微波辅助萃取当归挥发油5-7

摘要：考察当归挥发油的不同提取方法。文中用超临界CO2流体萃取法和微波辅助萃取法研究萃取当归挥发油。实验表明：超临界CO2萃取最佳工艺条件为萃取压力25 MPa、分离釜Ⅰ解析温度55℃、萃取温度45℃,提取率约1.9%;微波辅助萃取最佳工艺条件为无水乙醇为提取溶剂,微波功率800 W、微波辐射时间150 s、液料质量比为4.71∶1,提取率约11.2%。微波辅助萃取法取得当归油的收率高于超临界CO2萃取法。微波辅助萃取法萃取当归挥发油收率高,但外观品质较超临界萃取的当归挥发油差。

化学工程杂志传热过程及设备

螺旋隔板三维翅片管传热实验研究与数值模拟8-11

摘要：文章对冷却水在换热器管程流动并与壳程的热油逆流换热条件下,对螺旋隔板三维翅片管换热器的传热与压降性能进行了实验研究,并与光滑管进行了对比。在相同壳程Reynolds数下,三维翅片管的壳程Nusselt数是光滑管的2.2—2.9倍,而压降是光滑管的2.3倍左右。采用计算流体力学软件F luent 6.0对螺旋隔板三维翅片管和光滑管换热器进行了数值模拟。结果表明,螺旋流条件下光滑管表面速度矢量均匀、稳定,而三维翅片表面的速度矢量因翅片激发流体而产生湍动和不规则的二次流,从而强化了流体的对流传热。对于螺旋隔板三维翅片管换热器,壳程Nusselt数和压降的数值模拟结果与实验计算值吻合良好,最大偏差分别为6.3%和9.8%。

污垢热阻实时预测模型校正与应用12-15

摘要：针对热阻法污垢热阻预测模型在操作条件变化较大时存在很大的原理误差,不能用于污垢实时监测的问题,提出了一种对热阻法污垢热阻预测模型的校正方法。实验研究表明,校正模型原理误差小于3.5%。并针对热学法污垢热阻测量误差与结垢程度有关的特点,推导了测量误差计算式,提出测量误差实时跟踪的测量方法,依据误差值判断测量结果的有效性,提高对高污垢热阻阶段监测结果的可靠性。应用于煤油冷却器的实时监测,表明测量可靠。

化学工程杂志化工流体力学

减弱节流器中颗粒冲蚀破坏措施的数值模拟16-19

摘要：井下节流器是水力加砂压裂施工中的重要元件之一。对在节流器内壁面设置肋条以提高其抗冲蚀性能的方法,采用考虑颗粒-颗粒碰撞的离散颗粒硬球模型进行了数值模拟,并采用半实验关联式计算了节流器内壁面的冲蚀速率,进一步对肋条的几何参数进行了优化。结果表明,设置肋条不仅可以在壁面附近形成类似滚动轮子的流场结构,减弱连续相的流速,还可以将90%以上冲击颗粒的速度降低到0.5 m/s以下,从而明显地提高了节流器的抗冲蚀性能;同时,当肋条高度H为3 mm、宽度B与间距L相同（5 mm）,布置4个肋条时可以达到相对最佳的抗冲蚀效果。

槽式孔板气液二相流差压信号的时间序列分析24-27

摘要：槽式孔板是一种新型的气液二相流流量传感器,为了研究其二相流测量特性,提出了一种新的信号处理方法。首先应用小波变换模极大值滤波方法对差压测量信号去噪,然后对滤波结果进行经验模式分解得到有限个经验模式函数（IMF）,进而对IMF建立自回归（AR）模型,研究了AR模型的参数与气液二相流流型以及分相流量之间的关系。这种信号处理方法能够使具有非平稳特性的差压信号满足时间序列分析的建模条件,AR模型的参数可以有效地区分气液二相流流型,并与气液分相流量的变化密切相关,为气液二相流流型识别和流量计量算法的研究奠定了基础。

化学工程杂志混合过程及设备

轴流桨搅拌槽内轴向流动速度的研究28-31

摘要：为研究轴流桨搅拌槽内轴向速度的分布,在直径为300 mm的平底圆筒搅拌槽内,采用相位多普勒粒子分析仪（PDPA）对轴流式搅拌器主流区的流场进行测量。在不同转速和离底间隙条件下,对挡板前轴向时均速度在径向和轴向的分布进行分析和研究,采用壁面射流理论,建立搅拌槽内壁面射流流动模型,揭示轴向流动特性。结果表明：轴向速度沿径向的分布具有相似性;轴向最大速度沿轴向衰减;轴向流边界沿轴向线性扩展。研究结果有助于进一步了解搅拌槽内部流动特性,为固-液悬浮操作、过程放大和搅拌设备的优化设计提供理论依据。

一种新的气体混合评价准则32-35

摘要：气体混合的判断和衡量在理论研究和工程实际中都有着重要的应用。文章在流场浓度分布及混合理论分析的基础上,总结提出了一个新的气体混合评价准则Γ,并用大涡模拟的方法,对一系列气体混合模型及不同的入口条件进行数值模拟,在实际流场中对混合评价准则Γ的实用性及准确性进行验证。由模拟分析可得,Γ和通用的均方根准则一样可以准确地作为混合效果的最终评价准则,同时还可以较全面地反映整个流场的混合强度分布,并给出了应用实例,对混合器的评价和设计都有一定的指导意义。

化学工程杂志反应工程及反应器

焦炉煤气制合成气反应器数值模拟36-39

摘要：采用CFD软件F luent模拟计算焦炉煤气（COG）非催化局部氧化制合成气反应器,其中湍流模型选择标准k-ε模型,热辐射选择P-1模型,用非预混模型计算化学输运和反应。反应器内组分与温度场的数值模拟结果与实验测定结果基本吻合,说明模拟结果是可信的。通过模拟可预测,当氧气与焦炉煤气进气体积比达到0.14左右时,可以获得最好的焦炉煤气的转化效果。本数值模拟可为COG非催化局部氧化制合成气进一步的工程研究与应用提供可靠的理论参考依据。

化学工程杂志化工热力学

乙醇/丙醇-水-复合溶剂体系汽液平衡研究40-43

摘要：为研究复合萃取溶剂体系下醇-水的汽液平衡,分别选用盐质量浓度为0.2 g/mL的乙二醇＋氯化锂、乙二醇＋醋酸钾2种复合萃取溶剂,测定了101.3 kPa下不同溶剂体积比（0.5∶1,1∶1,2∶1）时乙醇-水和丙醇-水的汽液平衡数据。分别用W ilson和NRTL热力学模型对所测汽液平衡数据按拟三元体系进行了关联。利用工业规模的实验装置,对测定结果进行了验证。结果表明,复合萃取溶剂能使乙醇-水和丙醇-水体系的共沸点消失,大大改变了体系中醇与水的相对挥发度。关联结果表明,W ilson热力学模型较NRTL热力学模型更适于乙醇/丙醇-水复合萃取溶剂体系。工业规模生产数据验证了所测定数据的可靠性,乙醇产品纯度可达到99.85%。

Na2B4O7-Na2SO4-NaCl-H2O四元体系323K相平衡研究44-46

摘要：采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na2B4O7-Na2SO4-NaC l-H2O在323 K的相平衡及平衡液相,测定了平衡液相的溶解度及密度。研究发现,该体系属于简单共饱和体系,无复盐和固溶体生成。根据实验数据绘制了相应的相图,相图中有一个共饱点E,3条单变曲线E1E,E2E和E3E;3个结晶区平衡固相分别为：NaC l,Na2B4O7.10H2O和Na2SO4。实验结果表明,NaC l对Na2B4O7.10H2O和Na2SO4有盐析作用,并简要讨论了密度变化规律。

化学工程杂志材料科学

酵母菌模板组装Ti-Cr二元空心微球及光催化活性51-54

摘要：以酵母菌为生物模板制备出了Ti-Cr二元复合空心微球。SEM表明产品粒径为3.5—3.7μm,呈分散较好的圆形,壳壁强度高。X射线衍射表明,TiO2为锐钛矿,Cr2O3为六角形矿。与TiO2相比,UV-V is图谱红移明显,证实Ti-Cr二元复合空心微球对可见光的响应得到加强。FTIR表明,Ti-Cr二元复合空心微球的形式机理可以概括为二步包裹-模板脱除过程。在光催化降解苯胺黑染料废水中,Ti-Cr二元复合空心微球表现出了较高的光催化活性,催化活性增加的原因在于可见光利用率的提高以及Cr^3＋的掺杂抑制了电子-空穴对的快速复合。

化学工程杂志粉体工程

超声雾化法制备单分散纳米CeO2粉体研究55-58

摘要：以硝酸铈和碳酸氢铵为原料,使用超声双雾化工艺实现微区反应制备了纳米CeO2粉体,并利用透射电子显微镜、X射线衍射分析和红外光谱测试等手段对制备的纳米CeO2粉体的物相结构、形貌及颗粒大小进行了表征,并探讨了超声雾化工艺制备纳米颗粒的反应机理。结果表明,超声雾化工艺所制备的纳米CeO2粉体粒径为3—5 nm,粒度分布均匀,且单分散性好;溶剂中加入的表面活性物质有利于降低雾化液的表面张力,使雾化液滴细化,并且具有一定的空间位阻作用,可以明显改善颗粒间的团聚。

化学工程杂志精细化工

苯基乙烯基砜的制备59-61

摘要：为得到一种简单可行的苯基乙烯基砜的合成工艺,文章以苯硫酚、环氧乙烷及浓硫酸为原料进行了研究。实验在间歇釜中针对每个步骤的反应研究了温度、物料比等条件的影响,并探求了较优的反应条件,得到较为理想的反应条件为：苯硫酚与环氧乙烷的反应温度为40℃,二者的摩尔比为1∶1.1,苯硫酚与浓硫酸的摩尔比为1∶3.2,反应温度为140℃。在此条件下的收率为92%。文章还对反应机理进行了讨论。得到的制备苯基乙烯基砜的新工艺过程简捷,操作简单,原子经济性及收率均较高。

化学工程杂志医药工程

Carrousel型模拟移动床在红霉素提取中的应用62-65

摘要：为将模拟移动床技术推广到红霉素提取中,采取了以下步骤：首先通过固定床的吸附穿透和洗脱实验,确定树脂的基本吸附和洗脱参数;其次结合移动床设备指标,确定移动床循环工艺和运行参数;最终利用30柱Carrousel型模拟移动床,使用Amberlite XAD-16大孔吸附树脂,从实际的工业红霉素发酵液中提取红霉素。在树脂体积仅为2 700 mL,循环时间405 min,进料流速125 mL/min,进料液效价大约2 700 U/mL时,可连续提取得到效价高于45 000 U/mL的红霉素产品,同时产品收率在98%以上。该系统操作方便,运行成本低,环保压力轻,经计算其工业规模设备可替代红霉素提取工艺中的传统固定床系统。

化学工程杂志工程信息

工程建设项目信息65-65

摘要：·山西丰喜华瑞煤化工有限公司10万t/a以煤为原料合成氨变换工段项目在山西新降建设,山西省化工设计院承担施工图设计。 ·唐山市玉田县古玉煤焦化有限公司10万t/a焦炉煤气制甲醇工程在河北玉田建设,山西省化工设计院承担施工图设计。

化学工程杂志系统工程

超临界水氧化布雷顿封闭循环系统反应热模拟计算66-69

摘要：超临界水氧化技术（SCWO）主要应用于低浓度有机废水的研究。文中在超临界热力条件下对超临界水氧化过程进行模拟,力求实现能量的自补偿过程。通过应用Aspen P lus模拟软件建立模型对SCWO过程进行模拟,采用布雷顿封闭循环（CBC）系统来实现SCWO的能量自补偿过程。计算结果表明：SCWO能量自补偿过程损失的能量要远小于产生的能量（QR-QH〉p）,超临界水氧化CBC系统的能量自补偿过程是可以实现的,此过程环己烷的能量平衡点为2.4%。

化学工程杂志化工工艺技术及应用

磷酸活化法制备花生壳活性炭工艺70-74

摘要：采用正交试验方法探讨了以花生壳为原料,通过磷酸活化法制备的高效活性炭吸附剂。以活性炭的收率和Pb^2＋吸附容量为考察指标,选择了磷酸质量浓度、浸渍质量比和活化温度3个因素,3个水平的正交试验方法。结果表明,对活性炭收率影响最大的因素是活化温度,对活性炭吸附Pb^2＋容量影响最大的是磷酸活化剂的质量浓度。综合考察各影响因素,得出在磷酸活化剂质量浓度为1 220 kg/m^3,浸渍质量比为150%和活化温度为400℃时可以在保持活性炭收率较高的情况下制备高Pb^2＋吸附容量的花生壳活性炭吸附剂,该活性炭的比表面为1 018.5 m^2/g,总孔容积为0.754 m^3/g,平均孔径为2.961 nm,对低质量浓度含铅废水中铅离子的去除率接近100%,是合适的液相吸附用活性炭材料。