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化学工程 2019年第09期杂志 文档列表

化学工程杂志环境化工

采用三维电吸附体系处理氰化废水的对比研究1-6

摘要：采用三维电吸附体系处理氰化废水,主要对比分析了分别以不锈钢网(M)、活性炭填充不锈钢网(CM)和煤基电极(CB)为阴阳极时废水中氰化物与重金属离子去除率的变化。利用SEM-EDS,XRD对电极形貌及其负载物、沉淀物的组成进行分析表征,进一步探讨了三维电吸附过程的反应机理。研究表明:2V电压时,三维电极体系的处理效果优于二维体系;以CM为主电极时的处理效果明显优于M与CB,此时废水中CNT,Cu,Zn,CN-,SCN-的去除率均可达70%以上。废水中CN-,SCN-及金属氰络合离子的去除是煤基阳极与活性炭粒子电极吸附与电吸附共同作用的结果,同时,阳极表面OH-氧化分解导致H+浓度局部增大,使得电场作用下定向迁移至阳极附近的CN-,SCN-及金属氰络合离子之间发生的沉淀反应,也是废水中氰化物与重金属离子浓度减小的主要原因之一。XRD分析表明,沉淀物主要由Zn2Fe(CN)6,CuSCN,CuCN及Zn(OH)2等组成。

密闭装车系统含苯油气回收方案研究及应用7-11

摘要：为了解决天然气处理厂密闭装车系统装车过程中由于苯的低温凝固特性导致含苯蒸汽无法直接采用常规方案实现油气回收的问题,文章通过研究温度对含苯蒸汽组分及冷凝特性的影响,基于国内外常规轻烃回收工艺原理,针对含苯油气的低温凝固的特殊性,以单位液态产品能耗为优化目标建立了油气回收工艺参数的优化模型,并依据现场设备的特殊性提出了回收方案。方案实际应用表明:苯单独装车时,该回收方案苯的收率为80.7%,苯与植物油抽提溶剂同时装车时,苯的回收率可达到94.3%,解决了含苯油气回收问题,同时减少了回收过程的能耗。

化学工程杂志过程强化

缠绕管式换热器壳程参数的流动换热数值研究12-17

摘要：缠绕管式换热器壳程传热系数高、湍流程度大,多应用于天然气液化等低温过程。对其壳程流动换热机理对其进行了实验及数值模拟研究。建立了加长壳程进出口型式的整体模型,数值研究了缠绕管外径Dt、层间距B、管间距l和缠绕角度θ4个结构参数对壳程流动换热的影响,并以努塞尔数Nu、摩擦系数f和综合换热性能pec作为表征指标,结论如下:随着Dt增大,B,l和θ减小,壳程Nu与f同时增大,换热效果提升,流动摩擦阻力也随之增大;对以低温液氮为壳程工质的缠绕管式换热器进行设计时,通过减小Dt和θ、增大B可得到更好的pec值,而l对pec的影响甚微;给定各结构参数,壳程Nu和pec随Re增大而增大,而f基本不变。

化学工程杂志能源化工

CO2跨临界水-水热泵系统模拟与实验对比分析18-23

摘要：为了分析CO2跨临界水-水热泵系统性能,建立了数学模型,并进行实验研究,对系统性能进行模拟计算,并与实验值做了对比。分析了高压压力、冷却水和冷冻水的进口温度和流量对系统制冷性能系数COP和制热性能系数COPh的影响。结果表明:模拟值和实验值的一致性较好,从而验证了模型的准确性;系统的性能系数COP/COPh随着高压压力的增加先增大后缓慢下降;COP/COPh随着冷却水进口温度的升高而降低,随着冷冻水进口温度的升高而增大;随着冷却水流量和冷冻水流量的增大,COP/COPh呈现上升趋势。

化学工程杂志材料科学

MoO3/MIL-101(Cr)负载型催化剂的制备及其氧化脱硫性能24-28

摘要：通过煅烧法将钼酸铵和MIL-101的混合物,制备了不同质量分数MoO3的MoO3/MIL-101催化剂,采用XRD,FT-IR,SEM,EDS,BET等技术对催化剂的结构和形貌进行表征。以MoO3/MIL-101为催化剂,乙腈作为萃取剂,H2O2为氧化剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。考察了氧化钼的负载量、反应温度、氧硫比(O/S)、催化剂的用量和乙腈的用量以及不同硫化物对脱硫效果的影响。在最佳的反应条件下,催化剂对DBT,4,6-二甲基苯并噻吩(4,6-DMDBT),苯并噻吩(BT)的脱除率分别达到99%,84%和61.8%。催化剂循环使用4次后活性没有明显下降,并对氧化脱硫反应机理进行了探讨。

化学工程杂志传质过程及设备

聚合离子液体对二甲基二硫醚的吸附研究29-33

摘要：二甲基二硫醚作为MTBE中的主要硫化物之一,其不但含量高而且很难去除,成为一些MTBE生产厂家的难题。文中研究合成了嫁接硅胶的金属酞菁功能化聚合离子液体。对研究合成的6种金属酞菁功能化聚合离子液体,考察了其对二甲基二硫醚的吸附性能。并详细考察了金属酞菁单体、载体、单体用量和吸附剂用量等影响因素对吸附效果的影响。结果表明硅胶负载金属酞菁铁功能化的聚合离子液体吸附剂吸附效果最佳。最优工艺条件为:金属酞菁用量为载体的25%,吸附剂用量为150g/L,吸附时间为15min,吸附去除率高达83.6%。吸附剂重复使用5次后,吸附去除率仍能达到80%以上。

乙酸为矿化剂制备MIL-101(Cr)及其CO2吸附研究34-38

摘要：以氢氟酸为矿化剂制备金属有机骨架MIL-101(Cr)存在过程繁复、危险系数高的问题。文中改用乙酸为矿化剂,使用X射线衍射、热重分析、扫描电镜、氮气吸附-脱附等表征手段研究了材料的物理结构和形态,并采用固定床评价装置测试比较了样品对CO2的吸附能力。结果表明:当以1.66g对苯二甲酸和4g九水硝酸铬为原料并加入18mL乙酸时制备的MIL-101(Cr)在25℃,0.1MPa对CO2的饱和吸附量达到了130.36mg/g,是传统制备方法的2.5倍,该结果说明采用适量乙酸为矿化剂同样可以制备出对CO2吸附性能较好的MIL-101(Cr);并在低于1MPa的不同吸附压力下,随着吸附压力的升高,MIL-101(Cr)和MIL-101(Cr)-A-18的2种材料对CO2的吸附饱和时间逐渐延长,饱和吸附量增加,说明了高压有利于2种材料对CO2的吸附。

3D打印新型规整填料的实验性能研究39-43

摘要：为了开发高效的新型规整填料,文中设计一种全新结构的规整填料(DP-1填料),利用3D打印技术制作,并用空气-水、环己烷-正庚烷物系分别进行了流体力学实验和传质实验。实验结果表明:DP-1填料的压降和持液量都随气相F因子的增大而增大,泛点气速随喷淋密度的增加而减小,每m理论板数可达8块。根据实验现象及结果可知,与传统规整填料相比,DP-1填料的操作弹性小,传质性能较为优良,其中主通道的颈缩区域尺寸、径向开孔尺寸以及通道壁厚尺寸为影响DP-1填料性能的主要结构因素。研究结果表明3D打印技术为新型规整填料的研究和工业化开辟了新的思路。

化学工程杂志传热过程及设备

相变微胶囊悬浮液在微槽道内的流动换热模拟44-48

摘要：基于CFD-DPM模型研究定热流壁面条件下二维微槽道内相变微胶囊悬浮液的层流对流换热特性,并结合DSC测试结果采用等效比热模型对相变微胶囊相变特性进行表征,和水的特点进行对比,讨论了相变微胶囊质量分数、有无壁面热阻等因素的影响。结果发现:相变微胶囊悬浮液冷却特性明显优于单质水,并且随着质量分数的增加,模拟相变融化区长度不断增加,最大强化率可达15.7%;从模拟结果中可以明显看出:由于存在微胶囊的相变吸热,流体温度明显低于单质水,平均流体温度明显降低。当存在相变微胶囊颗粒壁面热阻时,换热强度明显小于无壁材情况,对比有无壁面热阻情况下,结果可以发现当存在壁面热阻时,其融化起始点要晚一点,但是对相变吸热的效果影响不大。

不凝气体对控温型环路热管热性能的影响49-54

摘要：为研究不凝气体对于控温型环路热管热性能的影响,文中制备了一套高性能不锈钢-氨环路热管,通过采用一种不凝气体定量掺杂的方法,对控温型环路热管分别注入了体积分数1%,2.3%,6%和10%的不凝气体。通过实验对比分析了掺杂不同不凝气体体积分数的环路热管与无不凝气体的环路热管的不同的启动特性、控温特性及传热特性。实验结果表明:不凝气体的存在增大了蒸发器与储液器之间的温差,降低了控温的精度和稳定性,随着不凝气体体积分数的增加,环路热管的启动时间增加,系统的热导降低,在更大功率区间内处于可变热导模式。分析实验结果得出了环路热管运行温度与不凝气体体积分数的关系曲线,在工程应用上具有一定的参考价值。

化学工程杂志化工热力学

改进的Tait方程用于预测高压液体密度55-58

摘要：Tait方程被普遍认为是流体高压液相密度的最佳关联式,为了将该方程变为具有预测功能的模型,在7种直链烷烃高压密度数据的基础上,对Tait方程进行了研究分析,提出了一种形式简单的可以预测流体高压液相密度改进的Tait方程。在此基础上,将该模型拓展到了脂肪酸酯类物质,分别建立了脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯高压液相密度预测模型。此外,采用未参与回归的6种脂肪酸甲酯(包括丁酸甲酯、戊酸甲酯、己酸甲酯、庚酸甲酯、辛酸甲酯和壬酸甲酯)的实验数据对模型预测的可靠性进行了验证,预测值与实验值之间的绝对平均偏差均小于1%,可以满足实际工程的需要。

化学工程杂志化工流体力学

捷流式高剪切混合器的数值模拟59-64

摘要：借助计算流体力学(CFD)模拟的方法对中试规模的捷流式高剪切混合器的水力学特性进行了研究。首先,通过对比捷流式高剪切混合器的功耗对CFD模拟方法进行了验证,功耗的计算结果与实验结果吻合良好,误差小于20%。其次,考察了转子桨叶倾角、定转子剪切间隙宽度和定子底面开孔直径等混合器结构参数的变化对高剪切混合器混合头附近的流场、剪切速率分布和湍动能耗散率分布的影响。由结果可知:定子侧面射流区的平均速度分布、平均剪切速率分布、平均湍动能耗散率分布与径向外排流体流量的变化趋势相同,均随定子底面开孔直径减小或转子桨叶倾角增加而逐渐增大。此外,随着转子桨叶倾角的增加定子下方区域流体的流型逐渐由下排变为上吸,这预示着相应区域内流体产生的卷吸效果可能会发生改变。

化学工程杂志综合信息

版权声明64-64

摘要：为适应我国信息化建设,扩大本刊及作者知识信息交流渠道,《化学工程》期刊已加入《中国知网CNKI系列期刊数据库》、《中国核心期刊(遴选)数据库》(万方数据——数字化期刊群)、《中文科技期刊数据库》、《中国科学引文数据库》、《中国学术期刊文摘(中文版)》、美国《化学文摘》(CA)、俄罗斯《文摘杂志》、《日本科学技术振兴机构中国文献数据库》、荷兰Scopus、美国《乌利希期刊指南》等数据库。凡本刊发表的论文,将同时通过本刊加入的数据库进行网络出版或提供信息服务,稿件一经刊登,将在本刊稿酬中一次性支付著作权使用报酬(即包括印刷版、光盘版和网络版等各种使用方式的报酬)。如作者不同意论文被上述数据库收录,请向本刊提出书面说明,本刊将作适当处理。

化学工程杂志化工流体力学

自然工质种类对喷射器性能的影响65-68

摘要：依据索科洛夫提出的喷射器经验公式的计算方法,优化设计2种不同结构尺寸的喷射器,在此基础上搭建了用于测量喷射器性能的实验台,研究自然工质种类对喷射器性能的影响。当喷射器的背压为3.9MPa、工作流体温度为90℃、引射流体温度为30℃、工作流体压力的变化范围为8.0—10.0MPa,引射流体压力变化范围为2.4—3.0MPa时,对系统中喷射器喷射系数随工质种类(分别采用N2,CO2,R290)的变化规律进行了实验研究。实验结果表明:3种工质的喷射系数随工作流体压力和引射流体压力的升高而升高,并且在实验范围内以N2为工质的喷射器喷射系数最大。

化学工程杂志煤化工

煤矸石酸浸液亚铁氰化钾深度脱铁实验研究69-73

摘要：以煤矸石酸浸液经初步脱铁反应后的溶液为研究对象,通过对其组分含量的分析,结果表明:100g煤矸石经初步脱铁后,酸浸液中Al2O3,Fe2O3质量分别为32.50,0.21g,其中铁质量没有达到制备无铁级硫酸铝的要求。因此,本研究取初步脱铁反应后的溶液500mL,通过添加除铁剂亚铁氰化钾进行深度脱铁,系统研究了反应温度、反应时间和亚铁氰化钾加量对脱铁的影响,以溶液中Fe2O3的最终质量为指标来考察各因素对除铁效果的影响,确定最优的工艺条件。研究结果表明:反应温度为20℃,反应时间为0.5h,亚铁氰化钾加量为1.79g时,除铁率达到97.46%,此时溶液的铁质量是达到制备无铁级硫酸铝的要求,研究成果具有较好的应用前景。

化学工程杂志化工工艺

高氯原料对柴油加氢裂化工艺的影响74-78

摘要：为了全面评价加工高氯原料对柴油加氢裂化装置的影响,加氢裂化的模型不仅可以反映系统能耗、物耗情况,同时应可以响应不同氯质量分数原料对系统的影响。应用Aspen Plus模拟软件对某石化加氢裂化装置进行模拟计算,使用温焓图评价系统加热炉负荷,对不同产物氯化氢质量分数工况进行研究分析。结果表明:加氢产物中氯化氢质量分数增加,NH4Cl结盐温度随之上升,热高压分离器温度上升,连续注水量增加,并且随氯质量分数增加,系统最小热公用工程负荷增加;同时,热高分器温度上升,热高分气氢摩尔分数下降,冷高分气氢摩尔分数上升,高分气外甩及新氢外补量减少。