NH_3-CO_2-H_2O体系热力学汽液平衡计算应用

基于Edwards模型对NH3 CO2 H2 O体系进行了热力学平衡模拟计算 ,开发了在较稀浓度范围内收敛性较好的计算程序 ,所得计算结果与文献实验数据的偏差在允许范围之内。对尿素流程冷凝工段的闪蒸过程进行了模拟计算 ,结果同实验数据及设计数据吻合较好。     

甲醇/H2O/H2O2/1,3,5-三甲苯/磷酸三辛酯五元系液液平衡的实验数据

测定了常压、 4 0℃下甲醇 /H₂ O/H₂ O₂ /1,3,5 -三甲苯 /磷酸三辛酯五元系液液平衡数据 ,分别用UNIQUAC模型和NRTL模型对实验数据进行了关联 ,取得了较满意的结果     

化工计算传质学的一个改进模型

计算传质学模型由浓度输运方程及其封闭方程和相应的计算流体力学模型组成。使用这一模型可同时计算出湍流传质扩散系数、三维浓度场和速度场分布。但刘伯潭提出的传质封闭方程c2-cε模式,形式复杂而且其模型常数均直接借鉴于传热研究;此外,由于计算流体力学模型对最终浓度场的预测结果有着重要的影响,所以有对其进一步改进的必要。文中对传质封闭方程进行了简化并重新确定了模型常数,而且对计算流体力学模型进行了改进使其预测结果与文献中的实验值符合得更好。通过与文献中的湍流传质扩散系数及浓度值的比较,证明了这一简化的可行性。     

尿素流程高压洗涤器的模拟计算及分析

基于严格的热力学机理模型 ,对尿素工艺流程中高压洗涤器中下两段分别建立了平衡级模型 ,通过迭代求解两个模块 ,使连接两模块的中间流股收敛 ,完成了对整个洗涤器的模拟计算 ,计算结果同设计值吻合较好。针对该体系的强非理想性及数学模型的强非线性 ,提出可行的求解策略 ,算法稳定且收敛性较好。该研究为改造、优化工艺操作及单元设备结构提供了理论依据     

海上油气田CO_2腐蚀预测模型研究

海上油气田油套管CO_2腐蚀问题日益严重,目前常用的CO_2腐蚀预测模型均是针对碳钢管材提出,海上油田多使用1Cr、3Cr、9Cr、13Cr等管材,所以建立适用于海上腐蚀环境的CO_2腐蚀预测模型,对后期油套管进行优化设计具有重要意义。本文结合现有的模型和渤海区域的具体环境针对不同管材建立了新的海油CO_2腐蚀预测模型,并对实际生产条件进行了模拟实验。将实验结果与各模型预测结果进行对比分析,验证了新模型的可行性,为海上油气井油套管管材优选及安全生产提供了理论依据。     

RC结构二维非线性有限元分析模型的探讨

由于钢筋混凝土结构组成材料的特殊性,在有限元分析过程中,材料本构模型特别是混凝土的材料模型对分析结果的合理性和准确性有很大的影响。对RC结构的二维有限元分析(2D-FEA)的钢筋、混凝土的材料本构模型的合理选取进行了探讨,通过RC平板和单层剪力墙的二维非线性有限元分析,分析结果与试验结果符合较好,得出文中所探讨的材料本构模型能较好地模拟RC结构的非线性特性。     

活性污泥法脱氮除磷工艺的优化设计

利用活性污泥2D模型对城市污水厂脱氮除磷工艺进行优化设计,构建A²/O工艺的仿真模型,通过模型校正对工艺参数进行优化,并将优化设计与传统设计法和试算法进行比较。结果表明,优化模型得出的模拟结果与实验测定值基本相吻合。优化设计法得出的污水厂基建费用和运行成本与其他两种方法相比,都有了很大的降低,虽然出水水质略有下降,但仍满足国家排放一级B标准。活性污泥2D模型可以对污水厂进行优化设计和控制。在满足出水水质前提下,降低污水厂的费用,并对以后的工艺设计提供理论指导。     

基于半经验模型的CO_2在聚合物中的溶解度计算

为了评价CO2在聚合物中溶解度计算的5种半经验模型,通过计算CO2在10种聚合物中溶解度的误差平均值和标准差,比较了各个模型的性能。结果表明:预测效果的主要影响因素是模型方程式复杂程度及方程式的变量。从预测结果看,A-L模型优于Chrastil模型及其修正的密度型模型;5种模型中,Gordillo模型的预测精度及预测稳定性较好。     

基于空泡系数法的小型CO2跨临界热泵热水器最佳充注量计算及实验

自然工质CO2具有良好的环境和热力学性能,在小型系统中得到了越来越广泛的应用。小型系统的充注量决定系统性能优劣,存在着一个最佳值。基于一套小型CO2水源热泵热水器实验台,选用6种典型的空泡系数模型,运用空泡系数法对其最佳充注量进行计算,通过实验研究不同充注量对系统性能的影响,并利用实验结果对各种模型的计算结果进行验证,判断其计算准确度。结果表明,6种模型计算结果均具有较高的准确度,最大误差为9.80%;本系统中,Hughmark模型对于最佳充注量的计算结果误差为2.59%,且这个误差对于系统制热性能系数EERheat几乎没有影响。     

煤气化装置中NH_3-CO_2-H_2O体系相平衡研究

煤气化过程中产生的NH3和CO2,在煤气洗涤、灰水处理、变换和热回收工段与水形成NH3-CO2-H2O三元体系,通过三元体系相平衡的热力学模型,能够预测NH3在系统中的分布,解决煤气化装置普遍存在的铵盐结晶、废水氨氮超标等问题。提出了NH3和CO2在水中的解离反应和酸碱反应,是造成Aspen中NH3-CO2-H2O三元体系电解质NRTL模型与实验数据产生偏差的原因。利用系统压力0—1.2 MPa条件下NH3-CO2-H2O三元体系的气液平衡实验数据,回归了NH3-CO2-H2O三元体系电解质NRTL模型的二元交互作用参数和亨利系数,得到修正的NH3-CO2-H2O三元体系电解质NRTL模型。模型计算结果与实验数据间的平均相对误差小于2.9%,能够准确地预测煤气化装置中低压含NH3系统的气液相平衡,对工程设计和装置运行具有一定指导意义。     

邻羟基苯甲酸和邻甲氧基苯甲酸在超临界CO2中的溶解度研究

采用流动法测定和研究了邻羟基苯甲酸和邻甲氧基苯甲酸在308K、328K下,10．0～24．0MPa范围内,在纯超临界CO2中的溶解度,并简要分析分子极性和结构特点对固体溶质溶解度大小的影响。同时,将超临界流体视为膨胀液体,根据溶液理论,建立了计算溶质在超临界流体中溶解度的膨胀液体模型。应用该模型对试验数据进行回归,得到了令人满意的结果。     

CNG-2型气瓶的数值模拟方法对比

针对数值模拟时CNG-2型气瓶常用的两种模型——轴对称模型和三维壳单元模型存在的争议,对两种模型进行了详细的对比,并讨论了纤维缠绕角度对其结构的影响,得到以下结论:由于CNG-2型气瓶纤维缠绕角接近90°,轴对称模型和三维壳单元模型的应力分布基本相同;壳单元理论上的缺陷导致三维壳单元模型纤维层的径向应力为0,是两种模型结果存在差别的主要原因;对纤维缠绕角接近90°的CNG-2型气瓶进行应力分析时,轴对称模型可以代替三维壳单元模型,且计算工作量较小;当纤维缠绕角不为90°时,两种模型间的误差随缠绕角变化,且当缠绕角在90°~70°之间时,误差在5%以内,在工程允许范围内仍可使用轴对称模型进行应力分析。相关结论可为CNG-2型气瓶数值分析工作提供有益的指导。     

ZrO2—Y2O3ZrO2—MgO赝二元系相平衡的研究

用双亚点阵模型处理了ZrO_2-Y_2O_3、ZrO_2-MgO系统中的体心立方ZrO_2基固溶体相。用正态分布函数和样条函数相结合的方法,由部分相图数据优化了上述赝二元系中各相的相互作用参数,并用优化的相互作用参数及本工作估计的各氧化物的点阵稳定性参数计算了上述赝二元系相图。此外,还用DTA和X射线衍射方法测定了赝二元系在1300℃以下的固态相关系。计算结果与实验结果符合。     

活性炭的微结构与吸附CO_2的关系

通过Ｎ２和ＣＯ２在活性炭上的吸附平衡,研究了影响活性炭吸附ＣＯ２的主要因素。实验结果和气体多层吸附平衡模型的分析表明活性炭的微结构中,比表面积、孔径分布等参数都不是吸附ＣＯ２的主要性能指标,而主要是其表面特性影响吸附ＣＯ２的性能;多层吸附平衡模型可用于吸附平衡的分析。为提高活性炭吸附ＣＯ２的性能建立了基础。     

CO_2腐蚀预测模型的评估和比较

很多二氧化碳腐蚀速率预测模型已经应用于油气生产系统中,这些模型包括经验模型和最近发展的机理模型。本文分析了5种不同CO2腐蚀模型,并对其在温度与压力不同的条件下进行了预测腐蚀速度比较,分析了不同模型的优劣。     

麦角固醇紫外光照反应条件与动力学的研究

在麦角固醇紫外光转化为维生素Ｄ２的工艺研究的基础上,提出了麦角固醇紫外光照反应的动力学模型,根据实验数据,用线性最小二乘法求取反应动力学参数。模型的拟合结果与实验数据吻合较好。     

响应面法优化等离子体掺氮改性TiO2纳米管的制备条件

采用响应面法对等离子体掺氮TiO2纳米管(N-TiO2)的制备条件进行优化,获得具有高光电催化活性的催化剂.以活性艳红K-2BP为目标降解物,分别对掺氮功率、掺氮时间及外加偏压进行单因素实验,并采用Design-Expert8.0软件设计响应面实验,构建响应面模型,然后对结果进行ANOVO、等高线与三维曲线分析.结果表...     

CaF2-SiO2-CaO渣系的非等温挥发行为

使用同步热分析仪,以10 K/min的升温速率对CaF2-SiO2-CaO三元渣系的失重率进行测定,采用非等温热分析方法对渣系挥发反应动力学进行了研究,确定了渣系挥发的反应机理函数f(a),分析了挥发反应机理,并对建立的动力学模型进行验证. 结果表明,渣系挥发性与其液相线及物相组成密切相关,而碱度对其影响较小;引起渣系成分改变的挥发过程可分为1373~1573 K和1573~1773 K两个阶段,前者属三维扩散型机理函数,其微分形式为f(a)=3/2(1-a)4/3[(1-a)-1/3-1]-1,后者属随机成核和随后生长型机理函数,其微分形式为f(a)=1/4(1-a)[-ln(1-a)]-3. 70%CaF2-30%SiO2渣系2个阶段的反应活化能分别为550.10和376.16 kJ/mol,指前因子1gA分别为16.55和8.4. 实验结果与模型计算结果吻合很好.     

氧燃烧方式下石灰石直接固硫反应模拟

氧燃烧方式下高浓度CO2气氛使得石灰石与SO2的气固反应存在直接固硫和间接固硫两种方式。在热重分析仪上进行了石灰石直接硫化的实验,考察了温度、SO2浓度对直接固硫反应的影响。基于球形颗粒气体扩散理论,在未反应收缩核模型的基础上推导出一种从实验数据计算化学反应速率常数和SO2反应级数的新方法。同时在已有研究的基础上改进了产物层扩散系数的计算方法,并采用未反应收缩核模型对不同温度、SO2浓度条件下石灰石直接固硫反应进行模拟,模拟结果与实验结果较为吻合。在所建立模型的基础上定性讨论了温度、孔隙率、平均孔径对产物层有效扩散系数的影响,发现温度对有效扩散系数影响很显著,而孔隙率、平均孔径的影响较小。     

PVC及PMMA在CO_2环境中玻璃化转变特性的研究

对聚合物在CO2环境中的玻璃化转变特性进行了研究。利用蠕变柔量法,在自建的实验装置上,对聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯在CO2环境中不同压力下的玻璃化转变温度进行了测定,并利用间接法测定了对应状态下聚合物中CO2的质量分数。结果表明,在CO2环境中2种材料的玻璃化转变温度显著降低。利用基于经典热力学与统计热力学理论构建的模型,对聚合物中不同的CO2质量分数对应的玻璃化转变温度值进行了计算,得到的计算结果与实验结果较吻合。