超重力减压间歇精馏的传质性能

以不锈钢波纹丝网为填料,应用超重力减压精馏间歇全回流操作分离乙醇/水共沸物系。考察了进料乙醇质量分数x_f为50%~95%、操作压力P为101.33~11.33kPa和超重力因子β为20.90~130.64时乙醇-水体系的传质性能。实验中设备运行稳定并且单级旋转精馏床传质性能随着超重力因子β的增大先增强后减弱,随着压力P的减小和进料浓度x_f的增加而增强,并在P=11.33kPa时分离高浓度原料时打破共沸点。与相同条件下传统填料塔相比,分离效果明显高于传统塔,且HETP为7.94~14.20mm,仅为传统塔的1/6~1/4,传质性能显著增强。并对能耗进行分析,超重力装置由于自身体积小等优点便于达到所需真空度,能耗降低明显。     

β-FeOOH改性蒙脱土复合过氧化氢对罗丹明B的降解

用不同物质的量的β-FeOOH对蒙脱土（MMT）进行改性制备出一系列β-FeOOH-MMT（x）,并将其与过氧化氢（H₂O₂）联用降解罗丹明B（RhB）。考察了RhB模拟废水脱色的影响因素,并研究了不同处理方法的协同效应。结果表明：在pH为5.2、β-FeOOH-MMT（3.5）用量为2 g/L、n（H₂O₂）∶n（Fe）=50∶1条件下搅拌10 min,对20 mg/L的RhB去除率可高达89.3%;对β-FeOOH-MMT（x）进行了拉曼光谱和扫描电镜表征。β-FeOOH-MMT（3.5）表现出丰富的孔结构;β-FeOOH-MMT（3.5）和H₂O₂对降解RhB模拟废水产生了协同效应,降解反应较为接近表观一级动力学,速率增强因子可达到29.32。     

循环射流混合槽内液液两相混合特性数值模拟

循环射流混合槽作为一种高效的混合装置在化工过程强化处理技术中具有潜在的工业应用前景。由于缺乏对其内多相体系流动和混合行为的研究,制约了循环射流混合反应器的优化设计与工业化应用。本文选取水和二甲基硅油两相体系,采用计算流体力学软件ANSYS Fluent V16.1中Eulerian-Eulerian多相流模型和SST k-?湍流模型,对两种不同加料方式下循环射流混合槽内液液两相射流中心线速度、离析强度、拉伸率等参数进行研究。研究结果表明：分散相浓度（α_d）增大射流卷吸能耗增大,在l/s<0.4内α_d=1.80%和2.86%量纲为1的射流中心线速度衰减趋势与α_d=6.00%相比减弱51%和21%;在低分散相浓度时,量纲为1的射流中心线速度随Re的增大衰减趋势变化小,在l/s<0.24内Re=6346、9519和12692量纲为1的射流中心线速度衰减趋势与Re=3173相比分别减弱2.60%、2.87%和12.69%。离析强度随混合时间的增大而减小,随周向角度增大呈W形变化趋势。在相含率和雷诺数相同时,对称球状较圆柱状加料达到混合时间减少65.5%;不同喷嘴之间的拉伸率随迹线长度的增大而增大,jet1和jet9位置处的拉伸率与其余喷嘴相比较大;相同喷嘴之间拉伸率随Re的增大而增大,Re=6346、9519和12692的拉伸率与Re=3173相比分别提高289%~320%、418%~454%和607%~667%。     

天然气水合物热分解Stefan相变数学模拟研究

天然气水合物热分解过程是一个移动边界的Stefan相变问题。在单相连续水合物控制体的守恒积分热传导模型基础上,建立了考虑尖锐移动边界的天然气水合物热分解控制体的界面耦合Stefan能量守恒条件。利用Boltzmann相似变量求得了一半无限大天然气水合物热分解Stefan相变模型的Neumann解,对超越方程进行了单调性证明,确定了Stefan模型解的唯一性。通过实例分析验证了超越方程的单调性和Stefan模型解的唯一性,MATLAB编程实现了水合物体热分解相变过程温度、分解前缘规律性,参数敏感性拟合研究表明,随着温度的升高,λ（超越方程的解）和x_f（界面位置）逐渐增大,x_d（穿越深度）和t_d（穿透时间）逐渐减小。     

减压间歇精馏回收实验室废液中甲苯的研究

采用减压间歇精馏技术从组成为甲苯/乙醇/水三元共沸体系的实验室废液中回收甲苯,考察了操作压力、精馏时间、回流比和乙醇/水质量比等参数对减压间歇精馏过程的影响,得出了较佳的回收条件:操作压力为30.4 k Pa,前馏分段回流比为5,产品段回流比为7,产品中甲苯质量分数大于99.5%,单程甲苯回收率大于70%。     

Cu-3-trz-PMo12的合成、结构及催化氧化碘离子性能

采用水热法合成了一例新的多酸基有机-无机杂化物,通过X射线单晶衍射、傅里叶变换红外光谱（IR）、热分析测试（TG）、X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、元素分析对化合物进行了表征。X射线单晶衍射分析结果表明,化合物的结构式为（PMo₁₂O₄₀） ［Cu₆（C₂H₄N₄）₆］（PMo₁₂O₄₀）?H₂O（简称为Cu-3-trz-PMo₁₂）,属于三方晶系,R-3空间群,晶胞参数a=1.756 66（3） nm、b=1.756 66（3） nm、c=2.303 24（6） nm、α=β=90°、γ=120°、V=6.155 2（3） nm³、Z=3、R₁=0.023 8、wR₂=0.059 2。化合物是由6个3-氨基-1,2,4-三氮唑、6个Cu⁺、两个经典的Keggin型［PMo₁₂O₄₀］^3-及一个间隙水分子组成的二聚体,两个这样的二聚体通过氢键交替相连形成次级单元,每个次级单元之间又通过氢键作用进而形成一个三维超分子结构。催化研究表明,该非均相催化剂在催化过氧化氢氧化碘离子中表现出较为优异的催化活性且具有较稳定的可重复性。     

ZnO-B2O3玻璃对Li2Zn3Ti4O12-CaTiO3复合陶瓷低温烧结及性能的影响

采用传统固相反应法制备0.94Li₂Zn₃Ti₄O₁₂-0.06CaTiO₃(LZT-CT)复合陶瓷,采用高温熔融法制备ZnO-B₂O₃(ZB)玻璃;以ZB玻璃为烧结助剂,研究了添加不同质量分数(x=0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%)的ZB玻璃对LZT-CT复合陶瓷的烧结特性、物相组成、微观结构以及微波介电性能的影响。结果表明:ZB玻璃能有效地将LZT-CT复合陶瓷的烧结温度从1 175 ℃降低到875 ℃,并促进了LZT-CT复合陶瓷的致密化。当ZB玻璃掺量x≤2.5%时,LZT-CT复合陶瓷中除了LZT、CT相,没有出现其他新相。随着ZB玻璃添加量增加,复合陶瓷的体积密度、介电常数(ε_r)、品质因数(Q×f)均先增加后减小,谐振频率温度系数(τ_f)变化不大,在(-2.25~4.51)×10^-6/℃波动。当ZB玻璃掺量为2.0%时,LZT-CT复合陶瓷在875 ℃烧结2 h,获得最大体积密度(4.22 g/cm³)以及优异的微波介电性能,ε_r=23.9,Q×f=58 595 GHz,τ_f=-0.14×10^-6/℃。     

新能源汽车电池用无镁储氢合金的制备与性能研究

采用真空电弧熔炼和925 ℃/12 h退火的方法制备了Y_1-xLa_xNi_3.25Al_0.15Mn_0.15储氢合金（x=0~1）,研究了x值对储氢合金物相组成和电化学性能的影响。结果表明,x=0和0.15的储氢合金主要由LaNi₅和Ce₂Ni₇相组成,x=0.25、0.33和0.5储氢合金主要由Ce₅Co₁₉和Ce₂Ni₇相组成,x=0.75和1储氢合金主要由PuNi₃、LaNi₅和Ce₂Ni₇相组成;相同充放电循环周次下,x=0.15~1储氢合金的放电容量和抗氢致非晶化能力都高于x=0储氢合金,且随着x从0增加至1,储氢合金的最大放电容量（C_max）、容量保持率（S₁₀₀）、氢扩散系数（D₀）和高倍率放电性（HRD₉₀₀）都呈现先增加后减小趋势,在x=0.33时取得C_max、S₁₀₀、D₀和HRD₉₀₀最大值。Y_1-xLa_xNi_3.25Al_0.15Mn_0.15储氢合金的循环稳定性与合金电极的耐腐蚀性密切相关,高倍率放电性能取决于储氢合金的氢扩散速率。     

Sm掺杂Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PZT压电陶瓷的研究

本文通过一步反应合成法制备了铌镁-锆钛酸铅(Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zr,Ti)O₃,PMN-PZT)压电陶瓷,研究了稀土元素钐(Sm)掺杂对PMN-PZT(x%(摩尔分数)Sm-PMN-PZT)结构与电学性能的影响规律,得到了具有高压电性、高机电耦合系数和高居里温度的压电陶瓷。当x=2.0时,压电常数d₃₃=611 pC/N,机电耦合系数k_p=0.68,介电损耗tan δ=1.65%,相对介电常数ε_r=2 650,居里温度T_C=283 ℃。测试压电陶瓷电致应变性能,在3 kV/mm下单极电致应变达到0.20%,显示出其大应变材料的特征。结果表明,Sm掺杂PMN-PZT压电陶瓷具有优异的综合电学性能,有望在换能器、传感器以及致动器等领域广泛应用。     

错流旋转填料床的质、热同传性能及传热机理研究

为了研究错流旋转填料床的质、热同传性能,采用热空气-氨水体系,考察了进气温度T、超重力因子β、液体喷淋密度q和气速u对错流旋转填料床传热性能的影响,在相同实验条件下对比了丝网填料和乱堆填料的传热性能。研究结果表明：气相体积传质系数k_ya_e、体积传热系数(Ua)_s随进气温度、超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热效率ε、传热面积A随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热系数K随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大几乎不变,从而揭示了错流旋转填料床强化气液直接传热的机理是通过提高传热面积进而提高体积传热系数,而不是显著提高传热系数。在相同条件下,以丝网为填料时k_ya_e和(Ua)_s分别是乱堆填料的1.09~1.63倍和1.24~3.53倍。     

旋转填料床连续精馏实验研究

The performance of a rotating packed bed （RPter solutioB） with three kinds of packings was investigated using alcohol/wan under continuous distillation conditions at atmospheric pressure. The effects of average high gravity factor （β）, reflux ratio （R）, and feedstock flux （F） on mass-transfer in distillation were examined separately. Experimental results indicated that the total number of theoretical units （NTU） of RPB increased with β, R, and F.Of the three kinds of packings, the wave thread packing of stainless steel （Packing-Ⅲ）-had the best mass transfer efficiency with the height equivalent of a theoretical plate （HETP） of approximately 7.35 mm- 23.58 ram, whereas the corrugated disk pacing of stainless steel,（Packing Ⅰ） had the worst one with the HETP of about 13.4 mm-48.07 mm.Correlations were cleveloped to describe the mass transfer efficiency for packings Comparing.experimental data with the data calculated by correlation, the average deviate obtained for each packing was 0.72%, 1.98%, and 2.7%, respectively, implying that the accuracy of correlations developed was reasonable.     

中煤级煤甲烷饱和吸附量的数值模拟计算

根据表征中煤级煤（镜质组最大反射率R_o,max=0.65%～2.50%）的系列等温吸附（20℃、30℃、40℃和50℃这4个实测温度）“煤变质程度-压力-吸附量”的三变量数学方程,建立一组“煤变质程度-温度-压力-吸附量”这4个共同存在并相互影响的四变量数学方程。该四变量数学方程用于预测1200m以浅的中煤级煤甲烷饱和吸附量。这种数学转换的平均相对误差在7.28%～9.49%之间。有处理中煤级煤甲烷饱和吸附量的数值模拟的软件著作。只要将5个实测数据：镜质组最大反射率R_0,max、温度梯度、压力梯度、埋深和恒温层温度,输入相应可编辑文本框中,就可以输出5个值：饱和吸附量V、温度-压力-吸附量方程中的参数（A、B、Δ、β）。还可以输出在自己感兴趣的镜质组最大反射率R_0,max、温度梯度、压力梯度、埋深和恒温层温度下,“R_0,max值时温压吸附曲面”和“吸附量随埋深变化图”。     

乙醇-水体系分离提纯过程新技术的研究

首先拟合了Aspen Plus中乙醇-水的二元交互参数,使其计算结果更符合实际。其次通过分析乙醇-水精馏二塔(C31103)与新型吸附系统工艺流程,计算了C31103与吸附系统的主要能耗,得到了二者关于C31103塔顶采出中乙醇质量分数x_D的关系式。并计算得到淡酒量和塔顶采出量关于x_D的关系式。运用Aspen Plus软件对C31103进行稳态优化,计算出x_D在0.945～0.88之间时的能耗与x_D的关系,确定最适宜x_D为0.9～0.92,并通过模拟得到各x_D下的淡酒量和塔顶采出量等结果,比较淡酒量的计算结果和模拟结果,得到相对误差小于4%,证实了能耗模型的准确性。     

Entropy generation analysis from the time-dependent quadratic combined convective flow with multiple diffusions and nonlinear thermal radiation

Diffusions of multiple components have numerous applications such as underground water flow, pollutant movement, stratospheric warming, and food processing. Particularly, liquid hydrogen is used in the cooling process of the aeroplane. Further, liquid nitrogen can find applications in cooling equipment or electronic devices, i.e., high temperature superconducting(HTS) cables. So, herein, we have analysed the entropy generation(EG), nonlinear thermal radiation and unsteady(time-dependent) nature ...