传热推动力损耗的温度场熵分析

运用物理场熵的概念,以传热推动力在空间温度场中不可逆损耗,定量表达传热过程不可逆程度,并将温度场熵分析法应用于矩形散热翅片效率的研究,得到温度场熵与翅片长度成正比、与厚度和导热系数成反比的定量关系。并通过与翅片散热效率曲线对比表明,温度场熵不仅反映了传热过程中系统的热力性能和热效,而且揭示了翅片热效变化的内在机理,对优化此类热力系统的设计具有实际应用价值。     

化工过程熵增指数及其在磷复肥清洁生产评价中的应用

从热力学第二定律出发, 指出清洁生产的热力学本质是控制物质由有序结构向无序转化并从中获取最大效益, 其优劣可由过程熵增反映。 引用复杂体系非平衡定态过程最小熵产生原理,推导出依据与外界交换的物流和热流信息定量计算化工复杂系统过程熵增的方法, 并定义过程熵增指数ζ 。 评价了化工过程对环境热力学状态的综合影响。选择以硫和以氨为载能原料的磷复肥工艺为例进行了计算和对比,其过程熵增指数分别为6.753和4.571,反映出载能原料硫作为废物排放对环境热力学状态产生更大的影响。     

城市垃圾渗滤液烟气脱硫体系气液吸收与解吸过程的数学模拟

针对垃圾渗滤液烟气脱硫体系气液吸收和解吸过程反应复杂的特性,基于经典双膜传质理论,建立了填料塔内湿法烟气脱硫模型,包括填料塔反应器模型和烟气SO2在垃圾渗滤液中吸收并伴随氨的解吸过程的数学模型。模型将系统内复杂的多组分反应分解为独立的离子反应,从而在确定的独立反应的条件下,可使模型的数值求解不依赖于特殊的假设条件以及可变的操作条件。根据工艺研究的实验条件对模型赋初值,结合模型参数估值确定适宜的边界条件,采用Maple 8.0对模型方程进行求解,得到了液膜内各组份的浓度分布特性曲线,以及气相分压、pH值、传质阻力、传质速率、吸收增强因子等沿塔高的分布特性,结果表明模型预测结果和实验结果吻合良好。所建立的模型为本工艺过程和其它湿法烟气脱硫过程的传质-反应现象提供了一个定量的理论分析和工程设计基础。     

气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型

基于气溶胶中PM2.5微细颗粒物拟流体特性，对气液交叉流阵列中PM2.5在气溶胶流体传热传质边界层内热泳和扩散泳运动进行拟传质机理分析，与跟随气体的对流传质相叠加，建立了气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型，并进行了实验检验。实验在固定对流条件下，考察了不同气液相温度差导致的热泳、不同气相湿度差导致的扩散泳和颗粒粒径等因素对气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数的影响。实验数据统计值与模型表达趋势一致，在初始温差40℃、初始湿度0.118 kg/kg条件下，100排气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数模型预测值为3.33×10^-3 m/s、实验值为3.75×10^-3 m/s。     

二水硫酸钙在硫酸铵溶液中的溶解度测定

采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定了二水硫酸钙在硫酸铵溶液中(298.15~348.15 K)的溶解度,利用E-DH方程对实验数据进行关联,总平均相对偏差为2.81%;并考察了E-UDH方程的理论预测值,与实验值对比,总平均相对偏差为4.13%。实验和理论研究结果表明:在同离子效应和盐效应协同影响下,二水硫酸钙在(NH4)_2SO_4-H_2O体系中溶解度随硫酸铵浓度增加先降低后又增大,在298.15~348.15 K温区内,溶解度突变点硫酸铵浓度为0.07~0.08 mol·kg~(-1);随溶液中硫酸铵浓度增加,温度对二水硫酸钙溶解度的影响更趋显著。研究结果对磷石膏矿化烟气CO_2的过程设计具有指导意义。     

(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中CaSO_4·2H_2O溶解度的突变现象

在25℃、搅拌转速180 r/min的条件下,通过实验和理论研究硫酸铵浓度(≤2.50 mol/L)对二水硫酸钙溶解度的影响。结果表明:在同离子效应与盐效应的协同作用下,硫酸铵浓度为0.07 mol/L时,二水硫酸钙的溶解度发生突变。当硫酸铵浓度小于0.07 mol/L时,二水硫酸钙的溶解度随着硫酸铵浓度的增加而减小;而当硫酸铵浓度在0.07~2.50 mol/L时,二水硫酸钙溶解度随着硫酸铵浓度的增加而增加。基于活度积公式和德拜休克尔公式,建立方程预测硫酸铵浓度对二水硫酸钙溶解度的影响,该方程计算值与实验值有很高的吻合度。研究结果为优化磷石膏矿化反应器提供了理论依据。     

气—液—固三相喷射床流动特性研究

模型实验研究证明带中心导向管的气－液－固三相喷射床操作稳定，床内液固相具有连续稳定的抽向内循环运动，并可由操作参数求得循环流速为Ｕ０＝Ａ０根号２（ρｇＨ－Ｐ１）／ρ（１－Ａ＾２ ０）该技术运用于湿法冶金等液固相反应具有能耗低、效率高、操作稳定等诸多优越性。     

油基钻屑三元型煤的配比与指标研究

用四川宜宾贫煤、大安寨油基钻屑及废泥浆配制三元型煤,以洁净型煤标准中的低位发热量和干燥无灰基挥发分为主要指标,通过正交实验优化得到最优配比为56∶35∶9,实测主要指标符合洁净型煤标准规定值,并优于普通民用型煤.三元型煤为钻井废物资源化提供了一个低碳环保的技术路线.     

高速气流加速下雾粒的传质

针对高分散气雾两相流动体系,提出了一种新的传质理论表达式,其传质系数用Kolmogoroff长度时间尺度进行关联,并开发出基于Monte Carlo和CFD的联合模拟方案.运用该传质表达式和模拟方案,成功地模拟了氢氧化钠与二氧化碳的气雾两相射流中和反应体系.结果表明相间传质时间尺度(1.6×10-4 s)远小于弛豫时间尺度(4.5×10-4 s),进一步研究说明尽管气雾相间传质的速率很快,但相间传递量是主要通过速度滑移实现的,相间传质对雾粒相的运动行为影响甚小,因而在工程上对于雾粒相运动行为的描述可以忽略传质的影响.由激光多普勒测速仪得到的实验数据证实了模拟结果,表明模拟能正确预测此类输运现象.     

磷酸二铵尾气洗涤增湿-磷酸一铵料浆气提浓缩

基于对HYDRO粒状磷酸二铵（DAP）工艺600kt/a生产装置含氨尾气的质、热分析与传质传热推动力特征，提出了DAP尾气净化过程联产200kt/a粉状磷酸－铵（MAP）的气提浓缩一体化工艺。通过合理的工艺安排，尾气与稀磷酸净化反应，替代200kt/a MAP的氨源和氨化料浆浓缩的能源，兼收资源和环境效益。