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化学工程 2017年第03期杂志 文档列表

化学工程杂志生物化工

微生物反应器处理含镍废水的研究1-5

摘要：从受污环境中分离筛选出对Ni^2＋有去除活性的产朊假丝酵母菌y188。采用响应曲面法对游离细胞去除废水中Ni^2＋的条件进行优化。在35℃,pH=7.0,130 r/min振荡培养25 min的条件下,y188细胞对模拟废水中Ni^2＋的去除率达到98.49%。以y188为菌种、废弃煤渣颗粒为载体组建固定化细胞生物反应器。该反应器在15—45℃,pH=2—8的条件下均保持良好的除Ni^2＋活性,对Ni^2＋质量浓度为10 mg/L的模拟废水可连续处理8批,Ni^2＋的去除率保持在91%以上,对Ni^2＋质量浓度为13.74 mg/L的实际废水连续处理6批,Ni^2＋的去除率保持在93%以上。出水Ni^2＋质量浓度均〈1.0 mg/L,达到国家电镀污染物排放标准。显微观察结合解吸实验表明,y188细胞在30 min内对废水中Ni^2＋的去除主要是吸附除Ni^2＋。

化学工程杂志环境化工

不同磷源等离子体制备高活性Ni2P加氢脱硫催化剂6-9

摘要：以氯化镍（硝酸镍）和次磷酸铵（磷酸氢二铵）（Ni：P摩尔比为1）为原料,氢等离子体还原法（PR）制备高活性加氢脱硫Ni2P催化剂,新制备的催化剂在移入固定床反应器之前用质量分数10%H2S/Ar钝化,以保护其结构不被破坏。以质量分数为0.8%的二苯并噻吩（DBT）/十氢萘溶液为模型化合物,考察了不同磷原催化剂的加氢脱硫（HDS）性能。X射线衍射（XRD）对制备的催化剂晶相进行了表征。实验证明,低价态P源制备的Ni2P催化剂（N2P-1-PR）的加氢脱硫（HDS）活性高于高价态P源制备的Ni2P催化剂（N2P-2-PR）。XRD表征结果表明,N2P-1-PR粒度较小,导致其高活性增加。在Ni2P催化剂上,DBT主要通过直接脱硫路径（DDS）。

改性活性炭脱除模拟烟气中气态汞的实验研究10-14

摘要：以椰壳活性炭为原料,经硝酸活化再采用NaCl或NaBr溶液化学浸渍改性制备燃煤烟气脱汞吸附剂。通过N2吸附-脱附（BET）,扫描电子显微镜（SEM）,X射线光电子能谱（XPS）对制备的吸附剂进行表征,并且采用模拟烟气在管道喷射装置内考察汞吸附脱除性能。结果表明：与原始椰壳活性炭相比,经硝酸活化后的椰壳活性炭汞吸附能力得到提高;而采用NaBr改性后的椰壳活性炭脱汞效果最好。在管道喷射实验装置内,经过1 mol/L NaBr改性后的椰壳活性炭,在模拟烟气温度120℃,碳汞质量比8 000,停留时间2 s条件下,脱汞率达到92.7%。改性后的椰壳活性炭是一种具有潜在应用价值的优良脱汞吸附剂。

燃烧烟气脱硝技术的研究进展15-19

摘要：随着氮氧化物（NOx）对人类活动及环境影响的日趋严重,如何控制烟气中氮氧化物的产生及减少其排放量成为越来越关注的焦点问题。文中主要介绍了其中的选择性催化还原法（SCR）、非选择性催化还原法（SNCR）的原理、优缺点及最新进展,最后对控制氮氧化物排放的潜在研究方向和研究前景进行了展望。

化学工程杂志能源化工

碱性木质素与油页岩共热解及协同作用的分析20-26

摘要：利用热重红外联用仪对油页岩、碱性木质素二者的单独样和混合样进行常压热解实验,对两者的混合共热解特性以及协同作用进行了分析。结果表明：通过理论值与实验值对比以及RMS指数分析,发现两者仅在高温热解区间存在明显的协同作用。升温速率越小的试样,反应越彻底,质量损失率也最高;反之产生热解滞后现象;两者的混合热解质量损失峰整体都随着升温速率的升高,向高温一侧移动,但整体变化不大。CH4、CO、芳环结构化合物的气体析出浓度与升温速率成正比关系;其他产物均为不规律变化。碱性木质素在热解终温为900℃时的半焦表面存在气相产物扩散未果而形成的鼓泡状小颗粒;而油页岩热解已接近完成,所得半焦未见鼓泡状小颗粒,整体平坦圆滑,存在大量的空隙;随着混合样品中油页岩所占比例的减小,热解所得半焦开始发生破碎现象,孔隙增大,鼓泡状小颗粒分散且形态变小,表面粗糙度降低,半焦表面亮度增加。

化学工程杂志传质过程及设备

三种填料结构旋转床传质及压降性能对比27-32

摘要：为了考察自主设计的新型板式旋转填料床传质及压降性能,分别以NaOH-H2O和空气-水为实验体系,采用对比实验的研究方法,考察了转速、液量和气量对新型板式填料床、传统丝网填料床和鲍尔环填料床的传质与压降性能的影响。传质性能研究表明：在相同操作条件下,丝网填料床传质性能最优,但新型板式填料床传质性能与丝网填料床相差不大（〈1.0 s^-1）;压降性能研究发现,气量是影响填料床压降的重要因素,且在相同操作条件下,压降值始终有丝网填料床〉鲍尔环填料床〉新型板式填料床,丝网填料床压降值与新型板式填料床相差33%以上。新型板式填料床在传质效率损失不大的情况下,损失了较低能耗,表现出优良的综合性能。

化学工程杂志传热过程及设备

戊醇/丙酮混合工质振荡热管传热性能研究33-36

摘要：混合工质可为振荡热管带来独特的传热性能,文中将戊醇/丙酮混合溶液应用于振荡热管中,研究戊醇/丙酮混合工质振荡热管的传热性能,并与戊醇、丙酮纯工质振荡热管比较。分别对不同充液率（45%,55%,62%,70%）下,不同体积比（1∶2,1∶4,1∶7）的戊醇/丙酮混合工质振荡热管的传热特性进行了实验研究,结果表明：戊醇/丙酮混合工质振荡热管及戊醇纯工质振荡热管的热阻比较接近;在低、中充液率（45%与55%）下,戊醇/丙酮混合工质振荡热管以及戊醇纯工质振荡热管的抵御烧干能力比丙酮纯工质振荡热管要好;在高充液率（62%与70%）下,丙酮纯工质振荡热管的传热性能最优。

化学工程杂志化工热力学

三元体系Li2B4O7-K2B4O7-H2O 273 K稳定相平衡研究37-41

摘要：应用等温溶解平衡法研究了三元体系Li2B4O7-K2B4O7-H2O 273 K时的稳定相平衡,测定了该体系饱和溶液的溶解度和密度。通过实验数据和固相组成分别绘制了三元体系Li2B4O7-K2B4O7-H2O 273 K时的相图以及相应的密度-组成图。该体系的稳定相图包含一个共饱点,对应的平衡固相为Li2B4O7·3H2O和K2B4O7·4H2O,共饱点液相组成（质量分数）为Li2B4O72.27%,K2B4O79.80%,两条单变量曲线,两个固相结晶区,分别对应Li2B4O7·3H2O和K2B4O7·4H2O。实验结果表明：体系属于简单共饱型,没有形成复盐和固溶体;Li2B4O7·3H2O和K2B4O7·4H2O之间存在相互盐溶作用;在共饱点处,饱和溶液的密度达到最大。同时,对该三元体系在273,288,298,348 K不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论,发现该体系两种盐在不同温度下有相同的结晶形式。

叔丁醇-异丙醇-水汽液平衡数据的测定及关联42-45

摘要：采用单级循环汽液平衡釜测定常压下叔丁醇、异丙醇和水体系中的二元和三元的汽液平衡数据,并对其进行微分检验法热力学一致性校验;分别以WILSON,NRTL,UNIQUAC方程为相平衡模型,采用最小方差法对二元体系数据进行关联,确定模型参数;采用3对二元体系模型参数对三元体系的汽液平衡数据进行关联,比较汽液平衡数据的测定值与计算值,确定适宜的相平衡模型。文中为萃取精馏分离叔丁醇、异丙醇和水的混合液提供基础数据。

双酚F合成体系热力学和动力学分析46-51

摘要：对苯酚与甲醛反应合成双酚F体系进行了热力学分析,通过等键反应设计、G-C基团贡献法和分子模拟等多种方法计算了双酚F合成体系中各物质液态的生成焓和标准熵,计算涉及反应的焓变、熵变、Gibbs自由能变及平衡常数。结果表明：在298—363 K之间,苯酚与甲醛合成双酚F的主、副反应均为放热反应,Gibbs自由能变均为绝对值较大的负值,反应可自发进行,需要开发高选择性的催化剂和适宜的反应条件以控制副反应;各步反应平衡常数很高,反应进行得较完全。此外,通过动力学分析讨论了苯酚/甲醛摩尔比对双酚F选择性的影响,随着苯酚/甲醛摩尔比增加,选择性提高,酚醛摩尔比高于10后变化不明显。

化学工程杂志化工流体力学

分离空间结构对旋流器流场和传质面积的影响52-58

摘要：为了揭示分离空间结构对水力喷射空气旋流器（WSA）的气液传质性能影响作用机理,采用雷诺应力模型（RSM）和流体体积多相流（VOF）模型对圆柱型和柱锥结合型水力喷射空气旋流器内部耦合场进行了数值模拟,并以CO2-NaOH化学吸收体系测定了这2种分离空间结构WSA的有效比相界面积。结果表明：分离空间结构对WSA内的射-旋流耦合场中轴向、切向和径向速度分布都有较大影响。柱锥结合型WSA的耦合场具有较高的切向速度、较低的轴向速度和较稳定的径向速度;而圆柱型WSA的耦合场具有较大的轴向速度、较小的切向速度和稳定性较小的径向速度场。与圆柱型WSA相比,柱锥结合型WSA的流体湍动能和有效比相界面积高于前者,这是后者传质效率高的主要原因。

化学工程杂志反应工程

DPA螯合型CdSe：Tb^3＋量子点的光学特性59-63

摘要：通过水相合成法快速且低成本地合成了荧光量子产率高、粒径均匀、光稳定良好的吡啶二羧酸（DPA）螯合型CdSe：Tb^3＋量子点。并且通过紫外分光光度计、荧光分光光度计和扫描电子显微镜（SEM）对产物进行了表征。本课题研究了[Tb^3＋]/[DPA]比例、反应温度、反应转速对DPA与Tb^3＋的螯合后光学性质的影响。结果表明：当[Tb^3＋]/[DPA]=10∶1、t=60℃、反应转速为400 r/min时,得到了DPA激发Tb^3＋的最佳条件,将此条件运用到制备DPA螯合型CdSe：Tb^3＋量子点中,制成的DPA-CdSe：Tb^3＋量子点的最大吸收峰在400 nm处,它的荧光发射峰在560 nm处,相比较于未经修饰的CdSe量子点,荧光发射峰向右偏移了10 nm,荧光强度得到了增强且量子点比较稳定,合成的吡啶二羧酸（DPA）螯合型CdSe：Tb^3＋量子点荧光强度较强、稳定性好、量子产率高。

固定流化床反应器内气体分布方式的优化64-68

摘要：传统小型固定流化床反应器采用烧结板作为气体分布装置,利用中控螺栓将分布器压紧固定在流化床反应器底部。在较高的操作温度条件下,由于密封垫与反应器材质的不同而产生不同程度的膨胀,导致密封部分或者环隙出现气流短路的问题,造成流化状态的不稳定,导致部分催化剂未参与实际反应,影响了催化剂评价数据结果的准确性。为了解决这一难题,文中采用堆砌的不锈钢珠作为分散介质,利用规则不锈钢珠气阻小、易于安装和拆卸的特点,降低了密封要求。文中通过流化床冷模实验比较了烧结板气体分布器和规则填料气体分布器的阻力大小和流化状态,通过流化床热模比较了烧结板气体分布器和规则填料气体分布器的温度分布。实验表明本文的方法大大改善了流化床流化状态,获得了良好的固定流化床评价结果。

化学工程杂志过程模拟

低温甲醇洗PSRK热力学方程改进与全流程模拟69-74

摘要：低温甲醇洗工艺广泛应用于酸性气体净化,但在Aspen Plus软件中,软件自带的热力学方程不能准确模拟该流程。为了提高热力学方程计算的精确度,文中首先使用Aspen Plus软件内置的PENG-ROB,PK-ASPEN,PSRK热力学方程,模拟低温甲醇洗工艺中的脱硫塔和脱碳塔。模拟结果表明：这3个方程的模拟结果和实际数据均存在差距,但PSRK方程的模拟结果和实际数据最接近。在此基础上,文中修正了PSRK方程中部分二元交互作用参数,修正后的PSRK方程能够准确模拟脱硫塔和脱碳塔,关键流股中关键组分的模拟结果与实际数据吻合良好。另外,为了增加模拟的实用性,文中设置了撕裂流股和收敛模块,模拟了低温甲醇洗全流程,为低温甲醇洗流程的设计计算提供了可靠的技术支持。

化学工程杂志化工工艺

丙烷脱氢再生工艺及关键设备布置配管研究75-78

摘要：Oleflex丙烷脱氢工艺路线是采用移动床反应器、催化剂连续再生的方法,其对设备布置及关键管线配置有一定限制性要求。文章论述了Oleflex丙烷脱氢及催化再生工艺及特点,并根据其限制性要求在全面考虑设备及内件吊装检修空间的基础上,对设备及管线布置进行研究。尤其对关键设备及管道提出一种较佳的设备布置及管线配置方案,使在满足检修空间的前提下,能很好地完成工艺要求,同时能很大地减少装置占地和结构框架的高度,不仅降低现场施工的难度,并节约了工程项目成本。