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化学工程 2016年第11期杂志 文档列表

化学工程杂志环境化工

废弃煤气脱硫剂同时脱除模拟烟气中Hg0和SO2的实验研究1-6

摘要：利用废弃煤气脱硫剂DZMCSC脱除模拟烟气中的Hg0和SO_2,并揭示了其脱除机理。借助固定床评价装置对其脱硫脱汞行为进行了测试,并利用BET,XRD,FTIR等表征手段检测其脱除前后的物理化学特性的变化。结果显示：DZMCSC在120℃时能够同时脱除模拟烟气中的Hg0和SO_2,尤其表现出对Hg0有较强的脱除能力,汞容和穿透时间分别为1.37μg/g和600 min,硫容和穿透时间分别为0.13 g/100 g和180 min。其吸附行为起主要作用的是化学吸附,也包含物理吸附。—OH,C=O和COOH是Hg0和SO_2共同的吸附官能团。Zn O,Mn O2和Zn S的存在可以显著提高DZMCSC对Hg0的脱除能力。

化学工程杂志材料科学

Rh添加剂对Ni基催化剂上CH4干重整的活性研究7-12

摘要：甲烷和二氧化碳是2种主要的温室气体,它们的大量排放导致了全球气候变暖、冰川融化、海平面水位上升等一系列严重的环境问题,但同时这2种气体也是重要的碳氢资源,对世界新能源开发利用有着极大地作用。利用CH-4/CO_2重整制取合成气是同时解决这2种气体排放问题的有效方法。文中主要对Ni基催化剂上CH_4/CO_2重整制取合成气的催化活性进行了研究。采用浸渍法制备了一系列的Ni基催化剂,对催化剂的制备方法、反应条件等的影响进行了一系列的分析探讨,并对催化剂进行了BET,SEM,XRD和TG表征分析。结果表明,活性组分Ni和助剂Rh的最佳负载量（质量分数）分别为10%和0.1%,当反应条件为常压、600℃、空速4 500 h（-1）及n（CO_2）/n（CH_4）=1时,催化剂质量分数0.1%Rh-10%Ni/γ-Al_2O_3上的CH_4,CO_2的转化率分别可达96.69%和88.57%,合成气比例n（H_2）/n（CO）≈1。

化学工程杂志传质过程及设备

低气液流速下三相固定床的传质特性13-18

摘要：在低气液流速下对三相固定床气液并流向上和并流向下操作过程的传质特性进行了对比研究。分别采用物理吸收法和化学吸收法测定液相体积传质系数k_La与气液相际比表面积a,利用电容层析成像系统测定了床层持液量,并分别使用直径为1.9,4.0,9.3 mm的球形填料进行实验,考察颗粒的尺寸效应。结果表明：k_La和a均随气液流速增大而增大,其中向上流动受气液流速影响均很明显,而向下流动受液速影响较大。颗粒尺寸越小,k_La与a越大。相同气液流速下,向上流动相比于向下流动,k_La高出45%,a高出75%。采用量纲分析法拟合实验数据,得到k_La与气液相Reynolds数、液相Weber数之间的关联式。根据稳定气泡理论模型,得到气液并流向上过程a的预测关联式。

复合沉淀剂用于高镁锂比卤水锂镁分离研究19-22

摘要：采用复合沉淀剂,用沉淀法从高镁锂比卤水沉淀镁而实现锂镁分离。复合沉淀剂由氢氧化钠与辅助沉淀剂（对硝基偶氮苯酚）构成。对硝基偶氮苯酚是以对硝基苯胺与苯酚为主要原料,经重氮化及偶联反应得到,其产率为87%。合成产物经实测红外光谱吸收频率与高斯计算频率对比,其主要官能团吸收频率吻合度极高,用质谱佐证表明合成产物为目标产物。通过XRD,SEM表征复合沉淀剂得到的沉淀形态,其沉淀的结构和形态发生了大的变化,得到颗粒大而完整的沉淀。采用该复合沉淀剂对模拟卤水进行锂镁分离,其除镁率达到99.999%,锂损失率低于2%,得到的沉淀极易过滤。

化学工程杂志传热过程及设备

基于六面体模型的开孔泡沫金属强化传热机理23-29

摘要：由于在结构和强化传热方面的优越性,开孔泡沫金属在热交换方面具有广泛的应用前景。基于一种简化的六面体结构模型,采用商用软件FLUENT14.0模拟分析了三维矩形通道内泡沫金属流场分布情况,探讨了其强化传热机理。研究结果表明：流体流经泡沫金属时,其速度、温度、压力均呈周期性变化。流体在泡沫金属内速度不断增加,在骨架前部流速突然降低,雷诺数增加,流速跳跃的振幅增大;高温流体流进泡沫金属时,温度先缓慢地升高,在流经泡沫金属骨架后迅速下降,雷诺数越大,流体的温度越高,靠近骨架壁面的温度也越高;流体流经骨架时,压力骤降且在骨架后部形成涡流;其换热能力和压降随着孔密度的增大而增大,随着孔隙率的增大而减小。

化学工程杂志化工热力学

费托合成水相关二元体系热力学模型评价30-35

摘要：采用活度系数模型中的Wilson,NRTL,UNIQUAC和UNIFAC模型,对费托合成水中相关的二元体系汽液相平衡数据进行计算,并进一步通过Hayden-O＇Connell状态方程对汽相修正,从而得到Wilson-HOC,NRTL-HOC,UNIQUAC-HOC和UNIFAC-HOC模型的计算结果,并对比模型预测的计算结果和实验数据的偏差,对模型进行评价。结果表明：醇-水/醇体系,采用Hayden-O＇Connell状态方程校正汽相计算结果后,模型计算结果的准确性得到提高;水-醛/酮体系,计算时不需要对汽相进行修正;水-酸/酯体系,由于水-酸体系是强缔合体系,采用Hayden-O＇Connell状态方程修正汽相计算后,计算结果与实验值的偏差明显降低;醇-酸体系,采用Hayden-O＇Connell方程修正后,Wilson,NRTL和UNIQUAC计算偏差没有明显降低,但UNIFAC-HOC的计算偏差明显减小,因此在采用UNIFAC模型计算时,应对汽相计算进行修正。

化学工程杂志化工流体力学

主动旋转阀气相能量分配的研究36-41

摘要：文中用到一种新的鼓泡元件-主动旋转阀,并提出了新的观点：气相能量在塔内的分配。将气相通过单层塔板的能量分为3部分：消耗在阀件上的能量、消耗在液层中的能量和气液分离空间的能量。实验在尺寸为300 mm×400 mm,板间距为400 mm的矩形有机玻璃塔中进行,以空气-水为物系,测试了主动旋转阀（孔径为39 mm,开孔率为3.97%）的旋转速度和旋转方向对气相能量分配的影响。实验结果发现：阀片的旋转对气相消耗在阀片上的能量没有影响。气相消耗在液层中的能量,受阀片旋转速度和旋转方向的共同影响;与阀片不旋转情况下相比较,当阀片转速较小时,气相消耗在液层中的能量变化很小;当阀片转速较大时,气相消耗在液层中的能量减小。对于气液分离空间,阀片的旋转使该处的能量增大。

化学工程杂志反应工程

助剂改性CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5双功能催化剂及其催化性能42-47

摘要：在并流共沉淀法合成CuO-ZnO-Al_2O_3类水滑石前驱体过程中,加入助剂Zr,Ce,Mg,Y对催化剂进行改性,焙烧后与MFI型分子筛进行机械混合制备CO_2加氢直接合成DME双功能催化剂。采用XRD、N2吸附、SEM和H_2-TPR对催化剂的结构特征、形貌尺寸和还原性进行表征评价,并在固定床上对其催化性能进行考察。结果表明：助剂Y和Zr加入使催化剂的颗粒变小、分散均匀、催化活性增加。在压力3.0 MPa,原料气比例V（H_2）∶V（CO_2）=3∶1和空速GHSV=1 800 m L/（h·g）的反应条件下,反应温度达到533 K时催化剂活性最佳。其中Y改性的效果最好,CO_2的转化率为40.66%,DME的选择性为54.79%,收率为22.28%。

化学工程杂志煤化工

煤基合成气甲烷化反应过程的热力学计算与分析48-53

摘要：建立了煤基合成气甲烷化反应过程基于吉布斯自由能最小法的热力学计算模型。考察了温度、压力对CO,CO_2单独及同时甲烷化反应的影响,探讨了原料气脱碳处理后,CO_2摩尔分数对CO转化率、CH_4选择性、CH_4产率及积炭的影响。结果表明,低温高压有利于甲烷化反应。在多数情况下CO转化率要高于CO_2,尤其是温度低于600℃时,CO甲烷反应比CO_2更容易发生;随着温度进一步升高,CO_2转化率明显上升,而CO转化率迅速下降。另外,当原料气中CO_2摩尔分数低于2.44%时对积炭无影响,对CH_4的选择性和产率降幅小于10%,在脱碳工艺中可以不予脱除。

内蒙褐煤地下气化对地下水潜在的污染54-59

摘要：采用富氧空气/水蒸气两阶段气化工艺,用自行研制的煤炭地下气化模拟试验系统,对内蒙褐煤进行地下气化模型试验,并收集气化后的煤气洗涤水。之后对煤气洗涤水的有机组分、挥发酚和氨氮进行检测,考察内蒙褐煤地下气化对地下水可能造成的污染。由结果可知：不同气化阶段煤气洗涤水的有机组分相似,均以酚类物质为主,酚类物质体积分数最高可达有机组分的76.82%。其次为多环芳香烃和杂环化合物,还含有少量的单环芳烃和脂肪烃,几乎不含卤代烃;水蒸气气化阶段煤气洗涤水中的多环芳烃和酚类化合物均比空气气化阶段的多,氨氮和挥发酚的浓度变化也符合这一规律。表明水蒸气气化剂对地下水的污染可能更严重。

化学工程杂志膜技术

气体渗透性双向可调的活性炭纤维/炭复合膜的制备60-64

摘要：以3,3＇,4,4＇-二苯醚四甲酸二酐-4,4＇-二氨基苯醚型（ODPA-ODA）聚醚酰亚胺为前驱体,活性炭纤维（ACF）为掺杂剂,制备了ACF/C复合膜。分别通过热重分析、红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射等表征手段分析了膜样品的热稳定性、表面官能团、表面形貌和微观结构。考察了ACF用量等因素对前驱体膜及炭膜的结构与性能影响。结果显示,引入ACF使前驱体热稳定性提高;随制备时ACF用量从0增大到0.5%,其对所得炭膜分别发挥了堵孔与造孔的双向调节作用,使气体渗透性先减小后增大。与无掺杂炭膜相比,当ACF用量为0.5%时所制备复合炭膜对H_2,CO_2,O_2和N_2的渗透性分别提高了1.5倍、18.6倍、5.3倍和5.8倍。

化学工程杂志过程模拟

一种基于DFS的系统分隔改进方法65-68

摘要：鉴于系统分隔在过程系统流程模拟中的广泛应用,文中对系统分隔方法进行了深入的研究。在过程系统流程设计或优化中,经常需对流程做出调整,这也将改变系统的拓扑结构,使得系统分隔排序的结果发生变化。为了提高系统分隔的效率,进而提高流程模拟的效率,本文基于深度优先搜索算法对系统分隔方法进行了改进,提出了系统快速再分隔方法。经实验验证,所改进方法对系统进行再次分隔结果与原方法所得结果一致,并大大减少了分隔过程所用的时间。由此可证明,该方法稳定可靠,可快速进行对过程系统的再次分隔排序,进而有效提高了系统流程模拟的效率。

化学工程杂志化工工艺

一种评价天然气液化工艺技术先进性的新方法69-73

摘要：国内外针对大型天然气液化工艺技术开展的能耗对比研究存在结论不一致的问题,主要原因在于流程模拟的优化程度与工艺参数选取不同,且流程模型缺乏验证。通过分析影响天然气液化能耗的工艺技术因素和自然条件因素,指出采用液化能耗作为LNG工艺评价指标必须以自然条件相同为前提,而液化效率定义为理论液化功与实际液化功之比,自然条件因素由理论液化功体现,从而液化效率直接反映工艺技术的性能表现。利用LNG工厂的运行数据进行工艺计算,通过对比实际液化效率的方法来衡量不同液化工艺技术的先进性,避免了流程模拟方法存在的可靠性问题。对全球不同地区的13座LNG工厂应用液化效率评价方法,结果表明：C3MR流程在低温环境下性能明显下降,DMR流程则显示出更强的适应性与操作灵活性,而级联流程相比其他液化工艺流程液化效率较低。

焦炉尾气耦合生物沼气制取天然气的工艺集成研究74-78

摘要：为研究焦炉尾气耦合生物沼气进行工艺集成制取天然气的可行性,通过系统阐述焦炉尾气制天然气技术与生物沼气制天然气技术,进而分析二者技术方案存在的问题及共性,提出了初步的工艺集成方案设想,同时运用Aspen Plus软件进行集成工艺的模拟研究。由结果可知,生物沼气净化提纯与焦炉尾气补碳工艺是目前较为现实、经济的制取天然气的路径,而生物沼气可作为焦炉尾气补碳工艺的碳源,二者可初步实现工艺耦合集成,能够提高企业产能和效益,具有较好的参考意义和实际应用价值。