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化学工程 2019年第02期杂志 文档列表

化学工程杂志环境化工

海水脱硫过程中影响脱硫效率的因素研究1-7

摘要：影响海水脱硫效率的因素众多,包括烟气二氧化硫质量浓度、液气比、气体流速、氧体积分数、海水碱度、水温等。但目前的研究大都报道的是实验室下小规模的数据,其数据对工程应用的借鉴有一定的局限性。为了给海水脱硫工艺提供更精准的优化参数,文中在108万m^3/h中试平台上,通过配制人工海水,采用喷淋法研究各因素对二氧化硫吸收效果的影响,并利用回归分析拟合了海水脱硫过程中脱除效率的六元多次方程经验公式,将Plackett-Burman试验与响应曲面分析相结合,优化了海水脱硫工程的工艺参数。结果表明海水脱硫效率的主要影响因素为液气比、碱度和温度,其最佳值分别为16.51L/m^3,2.39mmol/L,293.15K时的脱硫效率达99.8%。该优化值为海水脱硫的工艺参数提供参考。

电絮凝法处理煤气化灰水的研究8-11

摘要：采用铝极板电絮凝法处理煤气化灰水废水,结果表明电絮凝法对煤气化废水的悬浮物表现出良好的去除效果。文中考察了静置时间﹑反应时间﹑电流强度﹑极板间距等因素的影响,研究表明静置10min,反应时间6min,电流强度20A,极板间距10mm条件下处理效果最好,在最佳工艺条件下处理后浊度为27.7NTU,悬浮物去除率达到89.5%,电耗1.10kW/m^3。电絮凝作为一种环境友好型技术,能耗较低,自动化程度高的污水处理法,具有较强的推广应用价值。

高压脉冲放电降解4-氯酚废水的实验研究12-17

摘要：采用多针-板高压脉冲气液两相放电反应系统处理难降解的4-氯酚废水,并运用控制变量方法确定多种工艺参数的最佳值。考察了中间产物浓度变化情况、溶液矿化率、总有机碳浓度(TOC),并对4-氯酚的降解过程进行分析研究。实验结果表明:在脉冲电压26kV、脉冲频率70Hz、电极间距1.0cm、曝气量4L/min的情况下,150mg/L的4-氯酚废水溶液放电处理90min后降解率为67.25%。在放电过程中溶液导电性较高对活性粒子的生成有抑制作用导致溶液矿化率较低。整个放电过程中,溶液TOC整体呈缓慢下降趋势,中间产物浓度先增大后减小,其中峰值浓度最高的是4-氯邻苯二酚,峰值浓度最低的是对苯酚。

化学工程杂志材料科学

负载型贵金属低温催化氧化甲醛催化剂的研究18-24

摘要：制备贵金属低温催化氧化甲醛催化剂,研究了催化剂结构特征及催化氧化甲醛机理,并考察了催化剂性能。采用沉积-沉淀法制备负载型贵金属低温催化氧化甲醛催化剂,优化组成及制备条件,采用XRD、FT-IR、H2-TPR、拉曼等对催化剂进行表征分析。催化剂最佳制备条件:NaOH为沉淀剂,载体n(Cu)/n(Mn)摩尔比为1∶2,Pt负载量(质量分数)为1%,载体制备pH为9—10,贵金属负载pH为9.5。Pt1/Cu0.5Mn催化剂以非化学计量比Cu0.9Mn1.8O4无定形态晶体特征峰存在,Pt金属在载体表面分布均匀,且贵金属与载体相互作用使催化剂表面氧缺位浓度增加,表面活性氧物种增多,催化剂在室温下表现出良好的稳定性和重复性。室温下甲醛和氧气在催化剂表面共吸附,甲醛首先被催化剂表面活性氧氧化为DOM,由于DOM很活跃,在催化剂上很快被表面氧氧化成甲酸根,甲酸根在催化剂表面氧和气相氧的共同作用下氧化生成CO,最终被完全氧化为CO2。其中甲酸盐物种向CO转化步骤是整个反应的速控步骤。

化学工程杂志传质过程及设备

球形钙钛矿型LaFeO3制备及吸附动力学和热力学研究25-30

摘要：为了获得高效处理工业废水中有机污染物的吸附剂,采用水热-焙烧法制备了球形钙钛矿型LaFeO3,并对其物理化学特性进行了XRD、SEM和BET的表征。以典型的有机物作为模拟污染物,考察了LaFeO3吸附有机污染物的性能。结果表明:制备的LaFeO3半径约为5—8μm、比表面积为11.6m2/g的微球,在溶液初始质量浓度为30mg/L,pH值为5,温度为25℃,吸附剂添加量为0.03g时,LaFeO3对酸性品红(AF)的移除率可达99%;LaFeO3对AF的吸附符合三参数等温吸附模型和准二级动力学吸附模型,该过程是一个自发的放热物理吸附过程,且随温度升高,LaFeO3对AF的吸附量下降。LaFeO3是一种物理化学优良的吸附剂,具有广泛的工业应用前景。

化学工程杂志传热过程及设备

除湿转轮传热传质数值研究与性能优化31-35

摘要：为了研究除湿转轮吸附和脱附时发生的传热传质现象以及除湿性能优化,文中提出了硅胶除湿转轮的三维数学模型。数值求解过程在Fluent软件中实现,并且相关的控制方程由用户自定义标量方程(UDS)来重构。结果显示,该数学模型的预测结果与参考文献的实验数据更为吻合。当送气/再生面积比SR从0.3到0.7变化时,除湿性能下降而送风量增大;当转轮厚度L从50到300mm增加时,除湿性能增加而流动阻力增大。最终确定合理的参数为SR=0.5和L=200mm,此时2m/s风速的压力降为110Pa。

多波内螺旋翅片管的数值模拟和实验研究36-41

摘要：利用实验和数值模拟方法,研究了多波内螺旋翅片管的流动与传热特性。探讨了4种进口速度(15,20,25和30m/s)和4种内螺旋角(15°,20°,25°,30°)分别对多波内螺旋翅片管流动与传热性能的影响。并且比较了当进口速度恒定时,各管的综合性能。实验数据与模拟结果相符较好,误差范围在5.1%—7.4%之间。研究结果表明:多波内螺旋翅片管比平直矩形内翅片管传热系数提高13.7%—117.8%,并且其综合性能在内螺旋角25°附近存在最佳值。

化学工程杂志化工热力学

减压条件下C13-C16正构烷烃体系汽液平衡测定与关联42-46

Ni/SiO 2溶胶稳定性及凝胶材料的物相化学结构47-53

摘要：以甲基三乙氧基硅烷为疏水性前驱物,Ni(NO3)2·6H2O为镍源,采用溶胶-凝胶法制备镍掺杂型SiO2杂化(Ni/SiO2)溶胶,研究镍掺杂对SiO2溶胶黏度、密度、反应速率常数、黏滞性活化吉布斯自由能、稳定性、粒径分布和化学结构的影响以及350℃焙烧前后材料物相、化学结构的变化。结果表明:随着镍摩尔分数的增加,Ni/SiO2溶胶的黏度、密度、平均粒径、反应速率常数和黏滞性活化吉布斯自由能逐渐增大,溶胶的Zeta电位则逐渐减小。黏滞性活化吉布斯自由能的增加使分子间的分散性降低,溶胶的稳定性减弱。Ni/SiO2溶胶及凝胶材料中镍元素主要以Ni(NO3)2·6H2O的形式存在,其化学结构主要以Si—O—Si,Si—CH3和Si—OH键为主,在空气气氛中经350℃焙烧后,材料的物相、化学结构发生了变化,Ni^2+转变成了NiO和Ni—O—Si形式。

化学工程杂志化工流体力学

微通道内醇胺水溶液吸收CO 2的压力降研究54-58

摘要：采用高速摄像仪对400μm×400μmT型微通道内N-甲基二乙醇胺(MDEA)与单乙醇胺(MEA)混合醇胺水溶液(含0.2%SDS)吸收CO2过程的气液两相流压力降进行了实验研究。观测到了泡状流、泡状-弹状流、弹状流、弹状-环状流流型。考察了弹状流型下气液两相流流量、醇胺溶液浓度、气液雷诺数与增强因子对压力降的影响。结果表明:压力降随着气液两相流量、气液雷诺数及增强因子的增大而增大。当QG﹥80mL/h时,压力降随醇胺浓度的增大而减小。以分相流模型为基础,提出了微通道内伴有化学吸收的气液两相流压力降预测模型,平均偏差为8.46%,模型计算值与实验值吻合良好。

基于Sierpinski地毯模型的流线弯曲度数值计算59-63

摘要：为了研究固定床反应器中的流线弯曲度,通过构建理想流线的几何关系,提出了一种计算低雷诺数下流体流过多孔介质时流线弯曲度的数学模型,通过改变Sierpinski地毯中固体基质的几何形状得到了弯曲度与孔隙率之间的关系式。结果表明:流线的弯曲度在固体基质的几何形状为正八边形时出现最大值,随着边数继续增加呈现出递减的趋势,但流线的路径长度、以及偏移程度变化并不大;几何形状不变,分形次数增加,弯曲度随之增加;将数值模拟得到流线弯曲度的变化规律同模型计算结果进行对比,验证了模型的可靠性,为固定床反应器的结构设计提供理论基础。

化学工程杂志反应工程

HY-SBA-15复合分子筛催化苯酚甲醇烷基化64-69

摘要：采用原位合成法合成了HY-SBA-15复合分子筛,通过XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD、Py-FTIR、TG-DTA和SEM表征发现,合成出的样品是具有微介孔结构的HY-SBA-15核壳型复合分子筛,且复合后分子筛的总酸量减少,L酸增多,B酸减少。在温度为440℃,n(苯酚)∶n(甲醇)=1∶4,质量空速为1h-1条件下,对样品进行苯酚甲醇烷基化性能评价,结果表明,30%HY-SBA-15复合分子筛的催化性能最好,苯酚的转化率为69.9%,邻甲酚的选择性为80.3%。

化学工程杂志化工工艺

含硫烟气生产二甲基硫醚流程模拟及优化70-74

摘要：工业废气中的SO2是导致雾霾问题的一个重要因素。文章通过大量工艺论证提出了含硫烟气生产高附加值二甲基硫醚的工艺流程及工艺条件,工艺流程包含硫磺工段、硫化氢工段、二甲基硫醚工段。各工段反应转化率均能达到90%以上,反应副产物少,分离过程较简单。最后运用AspenPlus软件对整个流程进行模拟,分别应用了Rstoic模块、Radfrac模块、flash2模块等。在二甲基硫醚工段,通过对各塔进料位置、回流比、理论板数等操作参数的优化,确定最佳工艺条件。模拟结果表明:二甲基硫醚年产量为1.2万t,纯度为99.02%,具有良好的经济效益与环境效益,可为含硫烟气资源化处理生产提供理论指导。

聚四氢呋喃生产工艺中醇解反应的研究75-78

摘要：采用非均相催化剂,两步法生产聚四氢呋喃的工艺中,100m^3醇解反应釜为间歇操作,耗时长、效率低。对醇解反应条件进行实验研究,得出随着反应温度逐渐升高,搅拌转速的逐渐增加,醇解反应时间逐渐减少。在实验基础上逐渐调整反应条件,将反应温度调整在75—80℃,转速提高20%后,平均反应时间由30h缩短为17h,达到生产最优值,提高了生产能力。并通过增加静态混合器使得原料进入反应釜前已经达到良好混合,进入后迅速进行反应、分离,将间歇反应生产改为连续反应,减少人工操作,实现了连续化生产。为了进一步提高生产效率,提出使用高效搅拌器和开发反应精馏装置。