生物法应用于脱除硫化氢的实验研究

根据脱氮硫杆菌利用硫代硫酸盐、硫化物作为能源的性质,研究了脱氮硫杆菌应用于脱除硫化氢工艺中的碳酸钠溶液再生.通过单因素分析,进行了碳酸钠溶液含量、温度、pH值、进气速率、喷淋量、停留时间及洗涤液中含脱氮硫杆菌等因素对脱硫率影响的实验研究,初步确定了含H_2S(浓度≤1 300 mg/m~3)天然气脱硫的最佳工艺条件为:温度25～35 ℃,pH值8～9,初始碳酸钠质量分数5%,停留时间90 s.实验结果还表明:喷淋量和进气速率都会影响脱硫率;进入吸收塔的再生碱液携带有脱氮硫杆菌,而含脱氮硫杆菌的洗涤液(再生碱液)有利于提高脱硫率.     

含硅聚合物中小分子扩散行为的分子模拟

选择PCFF和COMPASS分子力场对橡胶态聚合物PDMS 和玻璃态聚合物PS1体系进行模拟。COMPASS力场模拟得到的体系密度，O2和N2在PDMS与PS1中扩散系数更接近实验值。在模型大小一定时，Group-based求和法中截断距离越长，耗用机时越长，但对计算结果改进不大;截断距离为1.3 nm时计算结果最好。Ewald方法耗时多而对计算结果却无明显改进。体系大小对扩散系数的计算值影响甚微。体积越小的分子，在聚合物中运动的范围越大，扩散系数越大。氧气和氮气分子在PDMS与PS1中运动轨迹不同，在PS1中氧气运动范围远大于氮气，而在PDMS中氧气运动范围稍大于氮气。小分子运动轨迹基本与聚合物自由体积分布对应，自由体积分数大，扩散系数也大。     

“拟原位”法测定积炭催化剂有效扩散系数

用新设计的单片反应器制备积炭催化剂试样,与动态法测定催化剂微孔有效扩散系数的装置相配合,并采用以水为吸附介质的动态毛细凝聚法和毛细上升法测定积炭催化剂压片的孔隙率,实现了积炭催化剂粒内有效扩散系数的“拟原位”测定要求,避免了催化剂颗粒反应积炭后再研磨、压片对有效扩散系数测定带来的假象。本文利用提出的“拟原位”方法得到了ZSM-5沸石催化剂上乙苯/乙烯烷基化过程中反应-失活全过程的有效扩散系数变化曲线。     

二元液体混合物扩散系数的理论计算

许多化工过程涉及扩散控制的质量传递,扩散系数的获取对过程工程的精确量化具有重要意义.今提出了基于局部组成的扩散系数模型,以估算Maxwell-Stefan扩散系数随浓度的变化.仅通过无限稀释下的扩散系数,以及溶液的Wilson或NRTL参数,能够预测二元混合物的扩散系数.与文献发表的实验数据比较,对15种二元组分溶液的计算结果平均误差是6.35%.结果显示,这种模型优于目前常用的Darken模型.     

氯盐侵蚀环境下裂缝对混凝土内氯离子含量的影响分析

为探究氯盐侵蚀环境下钢筋混凝土构件的裂缝宽度与混凝土内氯离子含量的关系,利用混凝土氯盐干湿循环试验,采用NCL-AL型氯离子含量快速测定仪检测氯离子在混凝土中的侵蚀深度与含量.结果表明:裂缝加速了氯离子在混凝土内的传输,并为氯离子的二维扩散提供了条件;氯离子在裂缝周围区域扩散的影响深度为30~50mm;裂缝区域氯离子的浓度在35mm深度之后基本趋于稳定,在稳定阶段随着裂缝宽度的增大,氯离子的浓度逐渐增加;裂缝对混凝土内等效表观氯离子扩散系数的影响十分显著,氯离子扩散系数随裂缝宽度呈三次函数增加.     

页岩气储层微尺度流动模型研究及应用

利用尘气模型对页岩气储层纳米级孔喉中的努森扩散和气体分子扩散的扩散系数进行校正。通过尘气模型对二元气体的Knudsen扩散和气体分子扩散进行耦合模拟,表征气体的组分状态变化,获得储层岩心渗透率估值。通过持续测量气体组分的变化确定其有效流动边界,为页岩气的生产诊断、建模和储量估算提供理论依据和数据支持。     

Simulation of hydrogen diffusion in welded joint of X80 pipeline steel

Hydrogen diffusion coefficients of different regions in the welded joint of X80 pipeline steel were measured using the electro-chemical permeation technique. Using ABAQUS software, hydrogen diffusion in X80 pipeline steel welded joint was studied in consideration of the inhomogeneity of the welding zone, and temperature-dependent thermo-physical and mechanical properties of the metals. A three dimensional finite element model was developed and a coupled thermo-mechanical-diffusion analysis was performed. Hydrogen concentration distribution across the welded joint was obtained. It is found that the postweld residual hydrogen exhibits a non-uniform distribution across the welded joint. A maximum equivalent stress occurs in the immediate vicinity of the weld metal. The heat affected zone has the highest hydrogen concentration level, followed by the weld zone and the base metal.Simulation results are well consistent with theoretical analysis.     

注射成型发泡过程中温度和剪切速率对CO2扩散行为影响的分子动力学研究

为研究临界CO₂辅助聚乳酸（PLA）注射成型发泡过程中,温度和剪切速率对CO₂扩散行为影响。应用分子动力学模拟方法,以PLA和CO₂为研究对象,基于周期性边界条件和SA算法,引入CAMPASS力场,构建PLA/CO₂扩散模型,对模型进行能量最小化处理。从温度和剪切速率两个方面研究在注射成型发泡过程中PLA主链活跃性、体系能量响应、均方回转半径对CO₂分子在PLA中扩散行为的影响。结果表明,CO₂扩散系数在不受剪切力作用时,随着温度升高而增大,温度达到388 K时,CO₂扩散系数达到0.219 8×10^-5 cm²/s;受剪切力作用时,随着剪切速率增大而增大;温度为378 K,剪切速率为1 ps^-1时,扩散系数达到17.743 6×10^-5 cm²/s;PLA分子链所处环境温度不断提高,分子链能量升高,活跃性提高,CO₂分子扩散路径增多,从而提高CO₂扩散速率;分子链所受剪切力不断增大,分子链能量升高,活跃性提高,单个分子链从缠结网络中剥离出来,沿剪切力方向形成流动取向,从而提高CO₂扩散速率。     

中碳钢过冷奥氏体形变过程中碳的分布与扩散

利用热模拟压缩变形实验以及SEM、XRD和热磁法,研究了中碳钢过冷奥氏体变形时组织演变过程中碳原子的分布与扩散.结果表明,动态相变过程中碳的有效扩散系数与等温过程相比明显增大,相变完成时间显著缩短.在随后的片层状珠光体的球化过程中,相界以及形变过程中产生的高密度位错和空位等缺陷促进了间隙碳原子的扩散,使得球化动力学过程与等温退火相比显著缩短.渗碳体的溶解和铁素体中碳的过饱和现象得到证实,其中过饱和碳原子高度聚集在铁素体晶界和位错核心处,而不是均匀地分布在铁素体点阵的间隙位置.     

脉冲激光沉积制备的HT-LiCoO2薄膜中Li离子表观扩散的研究

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在镀Pt的Si衬底上制备了LiCoO2薄膜,运用XRD、Raman光谱、SEM和循环伏安等方法对其结构与电化学性能进行表征,在此基础上着重采用电位间歇滴定技术(PITT)对其Li离子表观扩散进行了分析.结果表明,600 ℃制备的LiCoO2薄膜为HT-LiCoO2相,呈柱状晶结构,平均晶粒尺寸在100 nm以下,结晶度高,并且具有明显的[001]择优取向,但少量缺Li.伏安循环曲线表明,该LiCoO2薄膜具有良好的电化学可逆性,但只在3.9 V(vs Li/Li )附近出现一对氧化还原峰.PITT测试表明,PLD方法制备的HT-LiCoO2薄膜的Li离子扩散系数在10-8-10-9cm2/s,与其它方法(如射频磁控溅射)制备的HT-LiCoO2薄膜相比,扩散系数高1-2个数量级;并且PLD方法制备的HT-LiCoO2薄膜中Li离子扩散系数与相变有关,在两相共存区,由于相界钉扎的作用,Li离子扩散系数比其它区域小1-2个数量级.