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化学工程 2017年第10期杂志 文档列表

化学工程杂志节能减排

基于中高温烟气余热利用复合循环优化研究1-5

摘要：鉴于水工质朗肯循环（H2O-RC）应用于中高温（500—700℃）烟气余热动力回收过程中存在的不足,提出2种复合循环：CO2超临界循环（CO2-SC）/有机工质跨临界循环（OTC）,和空气布雷顿循环（Air-BC）/有机工质跨临界循环（OTC）。开展了以循环净输出功率为目标函数,以顶循环膨胀初压、终压和底循环膨胀初压、初温为优化变量的优化对比研究,得到了各循环参数对复合循环热力学性能的影响规律。结果表明：当烟气温度为500℃和600℃时,CO2-SC/OTC热力学性能最优;当烟气温度为700℃时,H2O-RC热力学性能反超复合循环,存在最大的净输出功率;基于500—700℃烟气余热动力利用,CO2-SC/OTC热力学性能整体上优于Air-BC/OTC。

化学工程杂志生物化工

相分离联合层析去除类人胶原蛋白中的内毒素6-11

摘要：研究类人胶原蛋白（HLC）中内毒素的去除方法,为规模化制备医用生物材料提供参考。采用Triton X-114双水相分离法作为内毒素去除工艺的第1步,亲和层析法作为工艺的第2步,二者偶联操作从类人胶原蛋白中除去内毒素,并对除去内毒素后的HLC进行了理化性能检测。结果表明：采用Triton X-114双水相分离法,在蛋白质量浓度2.06 mg/m L,作用温度44.71℃,作用时间3 h,溶液p H值为7时双水相分离系数K=9.58,蛋白中内毒素含量由10 000—25 000 EU/mg下降为1.5—2.0 EU/mg,蛋白回收率为95.6%;偶联了多聚赖氨酸亲和配基的亲和层析后,HLC中内毒素含量由1.5—2.0 EU/mg降至0.025—0.25 EU/mg,蛋白回收率可达81.9%;2步操作均不会使蛋白发生相对分子质量及化学结构的改变。此工艺操作简便,可显著降低生产成本。

化学工程杂志环境化工

不同类型VFA对反硝化同步脱氮除磷的影响12-16

摘要：为探究不同类型VFA（乙酸和丙酸）对反硝化同步脱氮除磷的影响,采用厌氧/缺氧富集驯化反硝化同步脱氮除磷微生物（DPAO）,利用电子扫描显微镜（SEM）观察富集后微生物特征,并通过批次实验考察2种污泥的厌氧碳吸收、磷释放和缺氧硝酸盐消耗、磷吸收情况。结果表明：以乙酸和丙酸为VFA富集DPAO是可行的;乙酸系统中DPAO以短杆菌为主,而丙酸系统中DPAO以球菌为主,反映了DAPO的多样性特征;乙酸系统中,厌氧碳利用效率0.14 mg/mg（COD）和释磷速率3.5 mg/（g·h）（MLSS）、缺氧氮利用效率0.9 mg/mg（N）和吸磷速率2.3 mg/（g·h）（MLSS）,明显高于丙酸系统中的相应参数值0.10 mg/mg（COD）,2.7 mg/（g·h）（MLSS）,0.7 mg/mg（N）,1.7 mg/（g·h）（MLSS）;乙酸系统呈现出典型的反硝化同步脱氮除磷特征,而丙酸系统除反硝化同步脱氮除磷外,还存在异氧菌的反硝化脱氮行为。

氮气气提法用于高含硫污水脱硫阻垢的探讨17-20

摘要：针对伊拉克MISSAN采出水水质呈现高矿化度、高含硫、偏酸性的特点,室内利用组建的气提脱硫模拟实验装置,对MISSAN模拟采出水进行脱硫阻垢效果评价实验。实验表明,在气提脱硫过程中投加柠檬酸调节剂和阻垢剂能够改善脱硫效果和阻垢效果。在气提温度80℃,柠檬酸调节剂质量浓度120 mg/L,氮气流量0.3 L/min,气提时间3 min,KL-1阻垢剂加药质量浓度30 mg/L下,硫化氢去除率95.1%,失钙率0.22%,阻垢率91.1%,处理后水质p H值为大于5.5,在保证气提脱硫塔脱硫效果的基础上,降低了后端化学混凝处理的难度。

化学工程杂志传质过程及设备

磷脂酰胆碱在硅胶上吸附特性的研究21-26

摘要：为了研究硅胶对磷脂酰胆碱（PC）的吸附特性,通过分析不同吸附等温线和PC质量浓度随时间变化曲线,筛选出等温吸附模型和动力学模型并对其进行验证,求取了吸附热力学参数。结果表明：Langmuir等温吸附模型拟合结果良好,相关系数R2均在0.99以上,Lagergren拟一级动力学模型求出的平衡吸附量Qe更接近实验值。所以,这2种模型能更好地描述整个吸附过程,相对误差均在5%以内,可信度较高。此外,整个吸附过程主要受液膜扩散控制,热力学参数ΔH为-18.51—-3.79 k J/mol,该吸附为放热过程;ΔG恒负,吸附过程自发进行;ΔS在低浓度范围内恒负,高浓度范围内恒正,主要是PC与氯仿在硅胶吸附位点存在竞争关系所导致。

化学工程杂志传热过程及设备

超疏水表面液滴蒸发内部流体流动与传热分析27-32

摘要：基于椭球模型,模拟了超疏水表面上固着纯水液滴的蒸发过程,探究了蒸发过程中液滴外形、体积、接触角、表面温度和蒸发速率的变化,以及液滴内部温度和流线的分布情况。结果表明：液滴蒸发过程中,液滴顶部局部表面温度最大,接触线处最小,且随蒸发的进行表面温度逐渐减小。液滴体积演变行为区别于亲水表面,这表明基板特性影响了液滴蒸发机理。液滴蒸发初始时刻,全局蒸发速率最大,随蒸发的进行,全局蒸发速率逐渐减小。液滴表面温度分布不均匀使得液滴表面产生了张力梯度,张力梯度引起了液滴内部流体流动;近气液界面处流体由液滴顶部向下流动,液滴内部流体由下向上流动,形成了Marangoni流。流体流动伴随着热量的传递,导致接触线附近温度较低,液滴内部中心处温度较高。

冷冻共晶法结晶谷氨酸钠介稳区测定33-36

摘要：冷冻共晶技术的最大特点是冰晶和固体盐同时结晶析出,介稳区的测定是冷冻共晶操作的关键研究之一。文中采用静态法测定了谷氨酸钠在0℃以下的溶解度。实验结果表明：随着温度的降低,谷氨酸钠的溶解度降低。利用FBRM,PVM在线监测系统测定了谷氨酸钠在不同的搅拌速率、降温速率、晶种加入量条件下的超溶解度。根据溶解度和超溶解度曲线,确定了谷氨酸钠的介稳区宽度。研究表明：在一定条件下,搅拌速率越小、降温速率越快、加入晶种量越多,谷氨酸钠介稳区越宽。测定的介稳区数据为后续谷氨酸钠冷冻共结晶实验打下基础。

化学工程杂志化工热力学

三元体系Na2B4O7-MgB4O7-H2O273K相平衡37-40

摘要：采用等温溶解平衡法研究了三元体系Na2B4O7-MgB4O7-H2O273K稳定相平衡关系。测定了该体系平衡时各组分的溶解度，根据实验数据和固相组成绘制了三元体系Na2B4O7-MgB4O7-H2O273K等温相图。实验结果表明：该体系组分之间没有形成复盐和固溶体，属于简单共饱和型体系；体系的稳定相图由1个共饱点，2条单变量曲线，2个固相结晶区组成，结晶区分别对应Na2B4O7·10H2O和MgB4O7·9H2O。文中还对该三元体系在不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论。

化学工程杂志化工流体力学

微通道中油水两相流的泊肃叶数影响因素41-47

摘要：泊肃叶数是表征微通道阻力特性的重要参数。为了研究微米级通道中油水两相流动速度和含油率对泊肃叶数的影响,文中选用水力直径为195μm的微通道和8μm的过渡型微通道,对不同雷诺数和含油率的油水两相流动进行了实验研究和理论分析。研究结果表明：对于这2种尺度的微通道,油水两相流的泊肃叶数随雷诺数和含油率的变化规律有明显的差异。对于195μm的微通道,雷诺数对泊肃叶数没有明显影响,而在含油率为0.3和0.7时泊肃叶数分别达到最小值约30和最大值约120。对于8μm的过渡型微通道,雷诺数和含油率都对泊肃叶数有明显影响,在含油率为0.6时泊肃叶数达到最大值约300。分析了泊肃叶数与油水两相流流型的相关性,提出了泊肃叶数与雷诺数以及含油率之间的关系式。

溢流循环水力旋流器流场特性的数值分析48-53

摘要：针对旋流器在运行过程中所产生的短路流、循环流以及分离效率低等现象,提出了一种溢流循环水力旋流器。依据计算流体力学,应用FLUENT软件对其进行了数值模拟,并与现有的双锥水力旋流器进行对比分析,研究了介质条件及操作参数对该旋流器的流场以及分离性能的影响。研究结果表明：溢流循环结构能够改善水力旋流器内部的短路流以及循环流现象,保持原有流场的稳定,还能有效地提高内侧溢流口轻质相体积分数,降低底流口轻质相体积分数,最终实现油水两相高效分离。

晃动对填料塔动持液量影响研究54-58

摘要：浮式液化天然气装置（FLNG）的研究已成为行业热点,为探索FLNG上设备在海上的适应性成为了重难点。填料塔是FLNG重要的处理设备,其稳定工作对天然气预处理具有重要意义。填料塔持液量能够使塔内达到平稳操作,不易引起产品质量的剧烈变化,具有一定的缓冲作用。文中利用冷模实验装置,探究海上晃动条件对填料塔（规整填料）动持液量的影响规律。实验结果表明：任意单一晃动工况下,其恒持液量区的动持液量均小于静止;摇摆＋摇摆、摇摆＋平荡2种耦合晃动工况下,在较高喷淋量时载液区动持液量大于静止。文中研究内容为FLNG上填料塔流体力学性能研究提供参考。

填料因子变化时散堆填料泛点气速数值算法59-61

摘要：泛点气速是填料塔设计的重要参数,Eckert关联图为目前工程上运用较为广泛的泛点气速求取方法。文中基于散堆填料的Eckert关联图,在考虑泛点填料因子f随液体泛点喷淋密度Lf变化的条件下,提出了泛点气速uf的数值算法;推导出泛点气速uf的表达式为一个高度非线性化方程,并给出了该方程的2种求解方法。同时举例计算了一个散堆填料的泛点气速,并和著名的塔器流体力学计算软件（WPTR）计算结果做了对比。结果表明：文中的计算结果和WPTR的结果完全吻合;所使用的方程求解方法 Aitken-Steffensen具有快速、稳定的收敛性,可用于散堆填料的泛点气速计算。

化学工程杂志反应工程

新型非对称希夫碱铜催化苯乙烯环氧化研究62-66

摘要：主要是以Na Cl O为氧源,研究5种含有不同推拉电子效应的非对称Salen-Cu（II）催化剂催化苯乙烯环氧化效果,通过考察反应底物与氧化剂的摩尔比、反应时间、反应温度、溶剂、催化剂用量、催化剂结构等因素对烯烃环氧化的影响,探索了催化剂应用于苯乙烯环氧化的最佳工艺条件。实验结果表明：吸电子基团可提高催化活性有利于环氧化,而给电子基团降低催化活性,不利于环氧化。最佳反应条件为：配合物5用量为0.01 mmol时,苯乙烯/Na Cl O摩尔比为1∶4,反应时间为6 h,反应温度为50℃,溶剂为CH3CN 3 m L,苯乙烯的转化率和环氧化苯乙烷选择性最高可达87%和31.9%。

化学工程杂志化工工艺

大型LNG储罐充注引分层的数值模拟研究67-73

摘要：研究大型LNG储罐充注对分层的影响规律,对了解大型LNG储罐分层现象及翻滚的预防有着重要意义。运用动网格技术建立了大型LNG储罐三维充注模型,分别研究了充注口速度、高度、长度、角度、管径等因素对分层的影响。结果表明：大型LNG储罐的最佳速度为5 m/s左右,当充注流量一定时,要根据最佳流速来确定充注口管径。当轻流体充注时,充注口角度在0°时最佳,且充注口高度越低越好;当重流体充注时,充注口角度在45°—60°范围内最佳。

硫酸与硫酸氢钾混合分解磷矿的工艺条件研究74-78

摘要：为了探索出低成本、大规模、高效益生产农用磷酸二氢钾的方法,文中拟对硫酸和硫酸氢钾混合分解磷矿进行工艺研究。考察了搅拌速率、KHSO4与H2SO4的摩尔比、初始SO2-4浓度、反应温度以及加料时间对P2O5收率的影响,并在此基础之上进行正交试验。得到最优工艺条件为：搅拌速率为300 r/min,n（KHSO4）∶n（H2SO4）=0.2∶0.3,初始SO2-4质量分数为15%,反应温度为65℃,加料时间为50 min。该工艺使用的原料廉价易得,能较大地降低生产成本,具有较好的开发利用价值。