减压逆流多效精馏回收膜工业废水中的DMAC

针对膜工业中所产生的质量分数为5%～15%的N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)废水,提出了分离DMAC废水减压逆流的双效、三效和四效精馏工艺流程。通过实验和Aspen流程模拟对多效精馏的工艺进行了研究。利用响应面法(RSM)对多效流程进行了优化,以最小年度总费用(TAC)为目标函数,确定了回收废水中DMAC最佳方案为减压逆流三效精馏工艺。     

生物滴滤床法降解二氯甲烷废气的因素影响特征

二氯甲烷作为溶剂广泛应用于制药行业，其挥发性废气对人类健康和大气环境的危害极大。本文采用生物滴滤床对某制药厂浓度范围在0.02~2g/m³的二氯甲烷废气进行了为期132天的中试规模实验。在适宜的停留时间、温度、喷淋量和pH等实验条件下，控制适当的进气浓度可得到高效去除效率并且废气出口浓度达标。实验揭示了生物膜内生物降解是过程的限制因素，结果表明，在喷淋量为1200L/h、进气浓度范围为0.45~0.65g/m³时该生物系统去除效率最高可达98.9%，最大去除负荷可达EC_max=155.25g/(m³·h)。随着进气浓度的增加，去除负荷随之增大，而去除效率下降，废气出口浓度超标，表明生物滴滤系统已处于反应控制。此外，间歇实验表明，该生物系统具有良好的稳定性。指出生物滴滤床的设计、运行取决于当地的二氯甲烷废气排放标准。     

分子筛负载氨基、羟基离子液体催化CO2和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯

合成了含氨基、羟基的双功能团离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-氨基丙基咪唑和单氨基功能团离子液体氯化-1-胺-丙基-3-甲基咪唑。将离子液体(ILs)负载在介孔分子筛SBA-15上，考察其催化CO2和环氧丙烷(PO)合成碳酸丙烯酯(PC)的反应性能，并用核磁共振进行表征。结果表明，与单功能团离子液体相比，双功能团离子液体具有优良的催化效率，在反应温度373 K、反应压力1.8 MPa条件下，其催化CO2和环氧丙烷制备碳酸丙烯酯，PO的转化率和PC的选择性分别达到90.4%、92.5%。通过Gaussian 09软件DFT方法中的B3LYP/6-311+G(d,p)基组理论分析了ILs与PO的稳定结构、相互作用关系、结合键能、电荷分布、静电势能差、前沿轨道及位能差，计算结果表明离子液体上的官能团氨基、羟基与PO耦合产生氢键，由此推测了环加成反应机理。     

内部热耦合塔的传热研究

以中试规模的内部热耦合塔为研究对象、乙醇-水为待分离物系,计算了该塔传热过程中两塔段间实际的传热量;通过分析实际传热量随压缩比的变化,确定了该塔的最佳压缩比。通过实验数据得出,两塔段内的温度及塔间对应位置间的温差均随压缩比的增大不断增加。为了实现较优的正向传热推动力,将该塔的可操作压缩比范围缩小到1.8~2.6。将通过传热模型计算得到的传热量带入Aspen Plus软件中进行模拟,得到精馏段的内回流量和提馏段的蒸汽增量随压缩比的增大不断增大。精馏段塔壁上的液膜逐渐增厚及提馏段汽化量的不断增加,在一定程度上阻碍了热量传递。综合考虑各因素,当压缩比小于2.0时,实际传热量随压缩比的增大明显增大,节能明显;压缩比大于2.0后,传热量趋于不变,节能优势减弱;最佳操作压缩比定为2.0。     

界面增强型PVDF/PET膜的制备及性能

通过对支撑材料进行表面改性处理和浸入凝胶法制备了界面增强型聚偏氟乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯（PVDF/PET）超滤膜。用电导率在线测量法确定了硅烷偶联剂 3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）水解液的制备条件，考察了改性处理条件对PVDF/PET膜的界面性能和力学性能的影响。通过180°剥离试验测试PVDF膜与支撑层间的剥离强度，用扫描电镜观察PET无纺布及PVDF膜破坏底面的微观形貌，用傅里叶红外光谱仪表征PET表面化学组成。结果表明，水解液中KH550用量较少时（≤3%），处理时间延长，PVDF/PET间的剥离强度增大，水解液中KH550用量较多时（>3%），处理时间延长，PVDF/PET间的剥离强度先增大后减小；PVDF/PET膜的拉伸强度随水解液中KH550用量的增加或处理时间的延长先增大后略减小。改性前后PVDF/PET膜的分离与透过性能对比表明，PET表面改性后，PVDF膜的牛血清白蛋白（BSA）截留率几乎不受影响，水通量略增。     

离子液体作为电解液添加剂用于高压锂离子电池

合成了功能化离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺盐(BMIMTFSI)作为高压锂离子电池电解液添加剂,用于抑制有机溶剂的氧化,以提高碳酸酯类电解液的耐高压性。分别采用充放电测试、电化学交流阻抗(EIS)、循环伏安法(CV)和扫描电子显微镜(SEM)等研究了LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/Li电池的电化学行为和LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料表面形貌。结果表明,当在电解液中添加20%(体积分数) BMIMTFSI时,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/Li电池在室温、0.2C下的最高放电比容量是126.81 mA·h·g~(-1),5C下的放电比容量为109.36 mA·h·g~(-1),比在1 mol·L~(-1)LiPF_6-EC/DMC电解液中的放电比容量提高了91.7%;且该电池在0.2C下循环50圈后的放电比容量保持率在95%左右,比用碳酸酯类电解液提高了近10%。SEM结果表明,在碳酸酯类电解液中加入BMIMTFSI后,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4电极表面附着了一层均匀且致密的固态电解质界面(SEI)膜。     

渗透汽化-隔壁塔精馏耦合初步分离费托合成水的过程研究

费托合成水中含有醇、酮、酸等多种高附加值含氧有机物可提取出来作为高附加值产品,但由于费托合成水处量大,共沸体系复杂,通常需要首先对其进行初步分离。设计了直接两塔精馏、渗透汽化-两塔精馏、直接隔壁塔精馏、渗透汽化-隔壁塔精馏四种可供选择的初步分离工艺。根据渗透汽化实验数据在Aspen Plus中构建渗透汽化过程模型并进行模拟,结合灵敏度分析得到精馏过程的最佳工艺参数和模拟结果,并对四种工艺的能耗和有效能损失进行对比。结果表明,渗透汽化-隔壁塔精馏工艺具有明显的节能优势,其能耗较直接两塔精馏可降低15.85%,有效能损失降低45.74%。经渗透汽化膜预浓缩后,溶液的浓度可进入隔壁塔的适宜分离浓度区间,以充分发挥隔壁塔优势。由于渗透汽化所需能量可由余热等低品位热源提供,在余热充足的煤化工领域中可显著降低有效能损失。对于该过程而言,当渗透汽化膜价格低于438元/m²时,渗透汽化-隔壁塔精馏耦合工艺将会表现出较高的经济性。     

随机需求下的一个供应链模型分析

本文研究了一个由总厂和销售部门组成的二级供应链.总厂要使得自己利润达到最大,根据博弈论中的Stackelberg博弈得到最优的回收租金率,并给出了销售部门的努力水平和销售量.     

萃取分离低浓度DMF含盐废水的液-液平衡

 利用液-液平衡釜测定了在常压下,温度为293.15K,Na₂SO₄质量分数分别为0、1%、3%、5%、7%条件下的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-水-氯仿体系的液-液平衡数据。实验结果表明,随着盐浓度的增加,DMF的选择性系数增大。采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了热力学关联,回归得到该体系的二元交互性参数,并得到了模型参数随盐浓度变化的规律。运用回归得到的模型参数对该体系的液-液相平衡数据进行了预测,计算值与实验值的相对均方根误差在7.15%以内,绝对平均误差在1.46%以内,说明NRTL模型能较好地预测该体系的液-液平衡关系,可为萃取分离低浓度DMF含盐废水提供了工艺设计和模拟优化的基础数据。