化学工程杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

化学工程 2017年第12期杂志 文档列表

高浓度氨气去除机理及微生物增长动力学1-5

摘要：文中模拟实际工况,在气体流量700 L/h,气体停留时间1.2 min,循环水流量85 L/（m~3·h）,循环水内营养成分COD（Cr）质量浓度40 mg/L,pH=8.5,n（N）∶n（P）=5∶1,Na Cl质量浓度400 mg/L的最佳实验条件下,通过改变氨气进气浓度来研究以沸石为填料的滴滤塔对于高浓度氨气的去除效果,得到本装置最高进气质量浓度为925mg/m3。对不同氨气负荷下塔内微生物膜上的微型动物进行鉴定与分析,可知在氨气负荷小于1 g/（L·d）时,表壳虫占优,说明了硝化菌长势良好;当氨气负荷大于1 g/（L·d）,表壳虫迅速减少,摇头虫大量增多,说明硝化速率降低,硝化菌长势减弱。依照逻辑方程得到生物膜动力增长期的硝化菌挂膜量的对数与时间成线性关系,其斜率μ0=0.003 9 t-1,实验结果对实际工程中的设备设计及调试阶段提供了可靠的数据依据。

烟气余热驱动的CO2超临界循环优化及分析6-10

摘要：文章着眼于初温为600℃的烟气余热回收再利用,以热稳定性良好的CO2为工质并结合烟气热源的特点,针对CO2超临界循环（S-CO2）放热平均温度过高的缺点,在不影响循环吸热量的条件下,提出了改进型过膨胀CO2超临界循环（SO-CO2）以及SO-CO2和有机跨临界循环（OTC）的复合循环（SO-CO2/OTC）。对2类循环以单位质量流量烟气的循环净输出功Wnet和系统回收率ηrec最大为目标,分别进行了热力学参数优化,并与传统蒸汽朗肯循环相比较。结果表明：以苯为工质的SO-CO2/OTC热力学性能最优（Wnet=203.15 k W,ηrec=37.06%）,SO-CO2（Wnet=152.07 k W,ηrec=28.01%）相比于S-CO2（Wnet=117.11 k W,ηrec=21.37%）,热力学性能有了较大的提升,但仍不如传统蒸汽朗肯循环（Wnet=169.21k W,ηrec=30.87%）。

GO/CaCO3复合材料的制备及其药物缓释性能11-16

摘要：以经氨基修饰的CaCO3（CaCO3-NH2）和氧化石墨烯（GO）为反应物制备了复合材料（GO/CaCO3-NH2）。通过透射电镜（TEM）和傅里叶红外（FT-IR）对材料进行表征,发现GO成功地包裹在CaCO3的表面,二者通过静电作用结合。对GO/CaCO3-NH2复合材料进行了药物布洛芬的载药和缓释性能的研究,结果表明：与CaCO3相比,GO/CaCO3-NH2复合材料具有更高的载药量和更好的缓释性能。载药量从19.56%增加到39.70%,药物连续释药72 h时累积释放量达到53.49%,明显延长了药物作用时间。当质量浓度为75μg/m L时,复合材料的细胞增值率降至73%。GO/CaCO3-NH2复合材料在药物缓释体系中有潜在应用。

双阀重波纹导向浮阀塔板的流体力学性能17-20

摘要：采用空气-水系统,在直径1 000 mm圆形塔内对3种不同配比的双阀重波纹导向浮阀塔板流体力学性能进行了实验研究。在开孔率15.25%,堰高30 mm,板间距600 mm,3种液流强度下,测定了不同配比的双阀重波纹导向浮阀塔板干板压降、湿板压降、雾沫夹带率和漏液率等流体力学性能参数,并与单阀重波纹导向浮阀塔板进行了相互对比。实验表明：双阀重波纹导向浮阀塔板能够有效地降低雾沫夹带以及漏液,尤其在液流强度较小的时候更加明显,但同时会造成压降升高。其中,配比为26.56%的双阀重波纹导向浮阀塔板在压降增加较小时能够大幅提高雾沫夹带性能,综合性能优越,具有一定工业使用价值。其压降、雾沫夹带率、漏液率的关联公式通过实验数据拟合得出。

立体旋流筛板并流时的流型特征及其操作域21-25

摘要：流型影响气液通过塔板时传热传质效率,为了确定立体旋流筛板上不同喷淋密度Lw,空塔气相动能因子Fs的流型及其操作域,采用安装立体旋流筛板内构件的冷模实验塔,在Lw=39—260 m3/（m2·h）,Fs=0.78—3.9（m/s）（kg/m3）~（0.5）的操作条件下,测量立体旋流筛板内部差压脉动信号并记录流动照片。使用时域及标准偏差分析并结合流动图片的方法,主要考察了气液并流通过立体旋流筛板的流型特征及其操作域。实验结果表明：液相通量对各流型转变影响较大,Lw〈70 m3/（m2·h）时为连续-分层流,Lw=70—145 m3/（m2·h）之间时为鼓泡-分层流或栓塞流,Lw〉145 m3/（m2·h）为泡沫流;当Lw=70—145 m3/（m2·h）时,鼓泡-分层流和栓塞流的转变主要受气相通量Fs影响,Fs〈1.95（m/s）（kg/m3）~（0.5）为鼓泡-分层流,Fs〉2.34（m/s）（kg/m3）~（0.5）为栓塞流。

外部环流强化乙酸丁酯反应隔离壁蒸馏塔26-29

摘要：针对具有较不利相对挥发度排序的四元可逆反应体系,使用常规反应蒸馏塔分离会使未反应的最重和次轻反应物堆集在塔底和反应段的顶部,降低反应的转化率。为解决这一问题,提出了2种不同的外部环流反应隔离壁蒸馏塔结构：中部环流反应隔离壁蒸馏塔和底部-中部环流双反应段隔离壁蒸馏塔。通过设置外部环流,将塔内未反应的反应物引回至反应段进行反应,同时环流实现的前提是在塔内设置隔离壁。以乙酸丁酯和乙醇的转酯反应的分离为例,对2种外部环流反应隔离壁蒸馏塔结构的有效性和可行性进行评估。研究结果表明：外部环流反应隔离壁蒸馏塔与传统反应蒸馏塔相比,稳态性能显著提高,具有更好的分离效果和经济性能。

直接接触汽化传热实验装置的设计与测试技术30-34

摘要：为了研究戊烷与水直接接触汽化传热过程中其液液界面的真实传热温差,文中搭建了汽化传热的闭路循环实验装置,设计了一种戊烷-水直接接触界面面积不变的圆形接触面,运用双平行电导探针测定液液界面的波动情况,采用红外热像技术确定液液界面处水的表面温度,进而确定直接接触汽化传热的真实传热温差,同时通过实验研究了水流速和温度对热通量的影响。结果表明：戊烷汽化传热的真实传热温差Δt远远小于传统计算方法得到的温差Δt_m,这种温差的差别导致了计算得到的真实传热系数远远大于根据传热方法计算得到的传热系数。同时,热通量随着水流速和传热温差的增加而逐渐增加。该实验方法为直接接触汽化传热机理的研究提供了重要方法和新的思路。

阳极焙烧炉火道操作优化的数值研究35-38

摘要：为提高预焙阳极的质量,以年产量为4万t 54室的阳极焙烧炉火道为研究对象,基于现有数学模型,结合正交试验法,进行操作参数优化研究与多元非线性回归分析。结果表明：当空气预热温度或燃料分配比较高,空气消耗系数较低时,火道温度较高;火道温度的操作影响因素主次顺序为空气预热温度、空气消耗系数和燃料分配比,同时解析了火道温度与操作影响因素之间的定量关系。其优化结果对改善阳极焙烧炉的火道燃烧效果,进而提高阳极焙烧质量具有实践意义。

不等径脉动热管的传热性能研究39-42

摘要：设计了一套不等径脉动热管,并对其进行了性能测试。脉动热管由内径为2.5 mm和外径为3.0 mm的铜管制成,其中蒸发段、绝热段和冷凝段长度分别为400,360,40 mm。分析比较倾角0°（水平）,30°,45°和90°（垂直）对不等径脉动热管的传热性能的影响。丙酮作为不等径脉动热管的工作流体,充液率分别为30%,50%和70%。超纯水作为冷却水,流量分别为0.1,0.3,0.5 m~3/h。实验结果表明：在不同热负荷下充液率、倾角和冷却水流量对装置的传热性能影响很大。最大传热量出现在充液率为50%、倾斜角度为90°、冷却水流量为0.5 m~3/h的情况下,装置的最小热阻为0.10℃/W。

常压下丙酮-异丙醇-水体系汽液平衡测定与关联43-47

摘要：采用单级循环汽液平衡装置测定了常压下丙酮-异丙醇-水体系中丙酮-异丙醇、丙酮-水、异丙醇-水二元及丙酮-异丙醇-水三元体系的汽液平衡数据,采用Herington方法对二元汽液平衡数据进行热力学一致性检验。分别以Wilson,NRTL及UNIQUAC为相平衡模型,采用最小方差法对二元汽液平衡数据进行关联,由关联的3对二元体系模型参数计算三元体系的汽液平衡数据,并与实验值进行比较。结果表明：计算值与实验值的相对偏差均≤5%,说明实验值与计算值一致,其中UNIQUAC模型误差较小。该结果为丙酮-异丙醇-水混合物的分离提供了一定基础数据。

酒石酸钠二水合物的溶解度测定及关联48-52

摘要：用动态法测定了酒石酸钠二水合物在不同质量配比的乙醇-水混合溶剂中的溶解度,以期为酒石酸钠二水合物提供结晶热力学数据。结果表明：酒石酸钠二水合物在乙醇-水混合溶剂中的溶解度随水质量分数和温度的增加而增加,但随着水质量分数的增加,升高温度对酒石酸钠溶解度的增加量逐渐变小。采用Modified Apelblat,Van＇t-JA及Apel-JA方程对溶解度数据进行了关联,均方根偏差最大为6.24×10~（-4）。所选热力学方程均能很好的关联溶解度数据,其中Modified Apelblat方程的关联效果最好。此外,采用Van＇t Hoff方程计算了酒石酸钠二水合物在乙醇-水混合溶剂中的表观溶解热力学数据,数据表明其溶解过程为非自发的吸热过程。

碳酸二甲酯-甲醇-乙二醇等压汽液平衡的测定与关联53-57

摘要：为验证乙二醇作为萃取精馏分离碳酸二甲酯＋甲醇共沸体系萃取剂的可行性,在100 k Pa下,采用改进的Othmer釜测定了（碳酸二甲酯-甲醇-乙二醇）3组分物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,乙二醇萃取剂的加入,碳酸二甲酯对甲醇的相对挥发度增加,体系的汽液平衡温度升高。碳酸二甲酯＋甲醇二组分物系的汽液平衡线发生偏离;乙二醇摩尔分数越大,偏离程度越大。用NRTL模型对汽液平衡的实验数据进行了关联,碳酸二甲酯-甲醇-乙二醇三组分物系温度实验值与计算值的标准偏差为0.82 K。

玻璃钢管道沿程水头损失实验研究58-60

摘要：针对管径小于100 mm的玻璃钢管道沿程水头损失计算问题,建立了一套测定沿程阻力的实验装置,测量得到不同流量下4种不同管径玻璃钢管道的沿程水头损失。选用伍德公式、海曾-威廉公式等一系列经验公式分别对实验管道进行沿程水头损失拟合,并与实测数据进行比较。结果显示：伍德公式的拟合结果与玻璃钢管道的实测沿程阻力结果最为接近,同时对玻璃钢管道的海曾-威廉系数进行了修正。

对颗粒流态化流动逻辑关联式新模型的实证分析61-65

摘要：通过对现有流态化理论成果归纳与其他实验数据的重新整理,及在对流体透过颗粒层全流态流动规律探究的基础上,建立颗粒流态化全流态流动规律的逻辑关联式新模型。同时采用实证方法,比较了该公式计算结果与相同条件下的试验结果,发现两者吻合得很好,从而验证了上述逻辑关联式的正确性,最终实现了对颗粒流态化全流态流动规律的构建和推理模式的更新。

主反应器操作条件对粗苯加氢产品的影响66-69

摘要：主要讨论了粗苯加氢精制系统主反应器温度和加氢进料量对加氢油组成的影响。结合公司10万t/a粗苯加氢生产装置,通过实验数据分析可以发现：随着反应温度提升,加氢油中环己烷和甲基环己烷质量分数逐步上升,并且都出现了拐点,说明在拐点后提升反应温度会加剧副反应发生;总硫和噻吩质量分数随着反应温度的升高呈下降趋势,但下降到一定水平则保持在一定量不再进一步降低。随着加氢进料量的增加,在反应器中分子与催化剂接触时间逐步减少,这样可以一定程度上避免副反应过度发生,但当进料量达到一定量时会出现加氢油中总硫和噻吩指标不合格现象。进而确定最佳工艺条件为：反应温度控制在280—283℃、进料量不大于20 t/h。

高架火炬在煤化工装置中的特性及设计要点70-73

摘要：为了优化高架火炬系统设计,解决当前火炬系统在煤化工中出现的问题,文中介绍了火炬系统的基本概念,并结合工程设计实践,逐一阐述了煤化工火炬的系统特性、煤化工各生产装置对高架火炬的影响以及装置大型化对火炬带来的冲击,分析和讨论了大型煤化工装置火炬系统设计中应当注意的问题,从而提出在煤化工火炬设计时需要如何考虑火炬管网的划分、管网的尺寸和火炬的高度、防负压设计、富氢火炬管网的排凝、酸性气火炬系统等设计要点。

基于分析的煤气化和天然气转化制合成气74-78

摘要：使用了热力学分析方法,对以煤和天然气为原料的单、多原料系统内部各单元及系统整体的效率进行了分析,研究了以煤和天然气为原料的单、多原料系统的优劣以及限制这类系统效率提升的关键因素,以期找出理论上最节能的工艺路线并为效率的改善指明方向。结果表明：煤气化单元是造成系统效率较低的主要原因,故煤气化单元的改进对提高系统整体的效率意义重大;考虑了＂元素互补＂和＂能量互补＂的以煤和天然气为原料的多原料系统,由于降低了气化单元的损失同时减少了天然气转化单元的燃料气用量,使得这类多原料系统的效率远优于其他方案,是真正节能的工艺技术路线。