应用Aspen Hysys流程模拟实现气体分馏装置的提质增效

采用Aspen Hysys流程模拟软件,搭建了60万t·a^-1气体分馏装置的三塔模型,以精确地模拟实际的生产工况。基于此模型,对压力、温度和进料板位置进行了模拟分析,提出了最佳操作条件：丙烯塔的进料位置改为第130层塔板,回流量降至458t·h^-1,进料温度和丙烯塔操作压力保持不变,可新增丙烯产量70kg·h^-1。同时,对脱丙烷塔进行了优化分析,在确保塔底C3含量≤0.7%(v/v)的前提下,回流量可降至65t·h^-1。通过降低塔顶回流量和回收高价值的丙烯产品,可实现经济效益人民币164.28万元·a^-1。     

水泥窑炉“两窑一塔、烟塔合一”湿法脱硫技术

“两窑一塔、烟塔合一”湿法脱硫技术采用“两窑一塔”的工艺,将两条生产线的烟气通入同一个脱硫塔中进行脱硫;同时采用“烟塔合一”的工艺路线,即经过脱硫处理后的烟囱不再回到窑尾烟囱,而是由脱硫塔上部的直排烟囱排出。采用“两窑一塔”、“烟塔合一”的工艺,有效地节约投资成本和占地使用面积,便于运行维护管理,项目投运后,烟囱出口SO₂脱除效率>99%,SO₂排放浓度低于20mg/Nm³。脱硫塔上部的直排烟囱内设置的除水装置,有效消除了石膏雨的产生。     

粘胶短纤维的热风干燥特性研究

利用自行研制的热风干燥实验装置研究了热风温度、纤维层厚度、热风速度、纤维层含水率等对粘胶短纤维干燥特性的影响规律。结果表明:粘胶短纤维的热风干燥过程可依次分为4个阶段,即蒸发预热段、表面自由水分干燥段、纤维内部自由水分干燥段和纤维内部结合水分干燥段;热风温度对纤维第2阶段干燥速率的影响很大,100~140℃的含水率相差37.3%,对后面阶段的干燥速率影响较小,最佳热风温度为120℃;纤维层厚度对粘胶短纤维的第3阶段干燥速率略有影响,纤维层厚度以12 cm为宜;热风速度对短纤维干燥速率的影响很大,热风速度以2.0 m/s为宜,纤维层含水率对第2和第3阶段的干燥速率影响较大,应尽量减少纤维层的表面含水率。     

响应曲面法优化原油电脱水试验参数

对辽河油田某联合站原油进行室内电脱水试验,并采用响应曲面法优化工艺参数。基于Box-Benhnken design(BBD)试验设计理论,进行了3因素3水平的响应曲面分析试验,建立电场强度、温度、脱水时间及三者之间交互作用对原油含水率影响的多元二次回归模型。结果表明:以电脱水后的原油含水率最低为目标响应时,最佳工艺参数如下:电场强度1719.25 V·cm^-1,温度60.94℃,脱水时间45.56min,与验证试验结果高度拟合,表明模型准确,优化结果可信。该方法为进一步优化油田电脱水工艺参数调整提供科学稳定的依据。     

盐泥颗粒热风干燥特性及动力学模型

为优化盐泥颗粒干燥设备及结构参数，搭建热风干燥实验装置对盐泥颗粒进行热风干燥实验，研究不同风温、风速和堆积厚度对盐泥颗粒热风干燥特性的影响。对不同条件下的干燥特性曲线，通过比较决定系数R²、卡方x²和标准误差ESME等指标，评价5种常用干燥动力学模型对干燥曲线的拟合结果。结果表明：Midilli模型可以预测盐泥颗粒热风干燥过程水分的变化规律，模型预测的干燥曲线与实验干燥曲线有较高的拟合度。盐泥颗粒热风干燥过程中干燥速率逐渐下降，热风干燥特性与风温和堆积厚度密切相关。当温度从50℃增加到80℃时，有效水分扩散系数由2.038 39×10^-9 m²·s^-1增加到8.137 643×10^-9 m²·s^-1。     

基于官能团非等活性假设的尼龙66盐溶液聚合动力学模型

尼龙66盐溶液聚合过程属于动力学控制过程。基于官能团非等活性假设,在Mallon酸催化3阶反应动力学模型基础上,引入尼龙盐脱水反应,建立了新的尼龙66盐溶液聚合反应动力学模型,拟合得到了关键反应动力学模型参数,其中盐脱水反应速率常数为8.17×10^-3 kg?mol^-1?h^-1、活化能为19859 cal?mol^-1。与Mallon模型相比,新模型拟合效果更优,可在更宽的温度和水含量范围内准确预测聚合过程的变化。模拟仿真发现,盐脱水反应对聚合过程有重要影响,低温和高水含量下尼龙盐浓度高,聚合效率低;适当提高反应温度或降低初始水含量可以加快尼龙盐脱水反应,从而提高聚合反应效率。新的尼龙盐聚合动力学建模方法不仅适用于尼龙66,也可应用于尼龙1212等盐溶液聚合体系。     

环丁砜萃取精馏过程模拟分析及工艺参数优化

以环丁砜-烃类相平衡数据和NRTL-RK热力学方法为基础，对环丁砜萃取精馏过程进行了全流程模拟和工艺操作参数优化。综合考虑各个操作变量及其关联，提出了基于局部耦合参数迭代优化的整体协同优化的策略。通过文献数据回归和Aspen Plus物性估算系统相结合，补充修正了缺失的模型参数，并以此模拟分析了各关键操作参数对环丁砜萃取精馏过程能耗和分离效果的影响。结果表明：当萃取精馏塔操作压力为0.17 MPa，溶剂回收塔操作压力为0.05 MPa时，贫溶剂最佳温度为100℃，原料饱和气相进料的最佳进料位置为第50块塔板；溶剂回收塔最佳回流比为0.33；最佳进料位置为第6块塔板，汽提水量为2853 kg·h^-1。优化后，装置最小热公用工程由1.158 GJ·t^-1下降至0.802 GJ·t^-1，节能效果显著。     

无机调理剂与表面活性剂联合调理对污泥脱水性能的影响

研究了CaO、PAFC联合表面活性剂预处理对污泥脱水性能的影响。以污泥滤饼含水率和比阻（SRF）作为评价污泥脱水性能的指标,通过测定污泥调理过程中胞外聚合物（EPS）含量、Zeta电位的变化来阐明污泥脱水性能的变化。实验结果表明,十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）的加入导致上清液中EPS含量发生变化,有效降低了SRF和滤饼含水率,提高污泥脱水性能。CaO、PAFC和表面活性剂的联合调理污泥比单独使用表面活性剂的效果更好,CaO、PAFC的投加不仅改善污泥脱水性能,并有助于减少表面活性剂的用量。污泥上清液中EPS及其各组分含量与污泥滤饼含水率、SRF均有较高的相关性,对污泥的脱水性能有重要贡献。实验中确定的最佳污泥调理条件是CaO投加量为66.67 mg·（g DS）^-1、PAFC投加量为33.33 mg·（g DS）^-1和表面活性剂投加量为56.25 mg·（g DS）^-1,污泥滤饼含水率和SRF分别降至69.41%、0.294×10¹³ m·kg^-1。     

真空相变加热炉内燃烧特性模拟

真空相变加热炉具有排烟温度低、热效率高等特点。针对某油田用300 kW真空相变加热炉内燃烧进行模拟研究，分析不同负荷下炉内温度场、NO_x浓度场和速度场的分布特性。结果表明：各负荷在截面高约1.7 m处平均温度均达到峰值，且排烟温度在148.2—177.1℃之间；额定负荷下出口NO_x排放质量浓度为52.4 mg/m³;在120%负荷下炉内高温区域扩大，NO_x排放增大为72.4 mg/m³;炉内高温烟气呈螺旋上升状，中心区域可引射烟气回流，从而降低中心火焰温度；该结构炉膛底部存在流体滞留区，通过模拟发现将炉膛底部和燃烧器改为12°倾斜结构，可消除底部滞留区，并在额定负荷下NO_x排放质量浓度降低为45.7mg/m³,满足排放标准。为优化真空相变加热炉结构设计提供了参考。     

水泥窑协同处置危险废物的工程化实践

以某水泥企业为例,阐述工程依托2 500 t/d水泥熟料生产线,处置含水率60%±5%污泥类及含水率<5%粉末类危险废物的关键技术、工艺流程及应用情况。经项目整体性能考核表明,运行效果符合预期：污泥类实际处理能力达79 t/d,粉末类实际处理能力40 t/d,水泥熟料生产线未减产;水泥熟料的28天抗压强度较空白实验提高0.9 MPa;水泥熟料中重金属含量及可浸出重金属含量满足GB30760—2014要求;窑尾烟囱二噁英的排放质量浓度仅为0.04 ng TEQ/m³,远低于国家标准排放限值0.1 ng TEQ/m³。     

三角形小翼强化立式太阳能热气流电站的流动传热特性

采用数值计算方法研究设置在电站系统中空气流道内集热面上的三角形小翼对立式太阳能热气流发电系统非稳态自然对流流动及传热的强化作用,分析了肋对数、肋倾角、布置方式对系统进出口气流的温升、速度差的影响,并结合场协同原理对其强化太阳能热发电系统传热的效果进行评价。结果表明：空气流经三角形小翼时温度梯度增大,换热增强,系统进出口气流温度差、速度差大幅增大;随着肋对数的增加,气流受到的扰动作用增强,速度与温度梯度的协同角减小,但相应也使气流的流动阻力增大,能量损失增大,肋倾角取45°时系统进出口气流速度差最大;三角形小翼成对布置在竖直矩形通道内时,叉排布置效果优于顺排。     

三甘醇脱水装置影响因素定量分析

三甘醇溶剂脱水法因其各种优点已经广泛地应用到天然气脱水处理中。本文运用HYSYS模拟软件对三甘醇脱水装置进行了流程模拟,定量分析了吸收塔的塔盘数量、再生温度、湿气入口温度、湿气含水量和汽提气流量等影响因素对三甘醇脱水装置脱水效果的影响。分析讨论结果为实际生产过程中操作参数的调整提供了依据。     

Optimal geometry design of the coat‐hanger die with uniform outlet velocity and minimal residence time

In this article a method combining the orthogonal array design and the numerical simulation is used to optimize the geometry parameters of the coat‐hanger die with uniform outlet velocity and minimal residence time. The outlet velocity and the residence time are obtained by simulating the three‐dimensional nonisothermal polymer flow in the coat‐hanger die, while the optimal geometry design is accomplished via the orthogonal array method. The effects of the manifold angle, the land height and the slot gap on the outlet velocity and the residence time are investigated. The results show that the effects of all the three parameters are significant for the outlet velocity. For the residence time, the manifold angle and the slot gap are the significant factors, while the effect of the land height is insignificant. The optimal geometry parameters of the coat‐hanger die achieved in this study are that the manifold angle is 5°, the height land is 70 mm, and the slot gap is 3 mm. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

新型搪玻璃搅拌桨搅拌特性数值模拟及实验研究

采用CFD方法模拟了具有相同桨径、不同桨叶折角和叶宽结构的6种新型搪玻璃搅拌桨的搅拌特性。考察了挡板、桨叶离底高度对釜内流场的影响,基于此分析了桨叶折角、叶宽对速度分布的影响。对模拟得到的搅拌功率和混合时间进行了实验验证,并与传统搪玻璃桨式搅拌器进行比较。结果表明：①新型桨叶在加挡板且桨叶离底高度为450 mm时,搅拌效果最佳;②随桨叶折角、叶宽的增大,桨叶区轴向、径向和切向速度均呈增大趋势,当桨叶折角为45°、叶宽为95 mm时,釜内混合效果最好;③随转速增大,搅拌功率呈增大趋势,混合时间呈减小趋势,新型桨明显比传统桨混合性能好,桨叶折角为30°、叶宽95 mm时功率消耗最低,桨叶折角为35°、叶宽95 mm时混合时间最短。     

发生炉正常炉出煤气温度影响因素分析

发生炉正常炉出煤气温度与气化用煤的化学反应活性和气化用煤的挥发分及水分含量相关。气化化学反应活性较强的煤,气化反应温度相对较低,其正常炉出煤气温度也相应较低。随着气化用煤中挥发分及水分含量的增高,发生炉正常炉出煤气温度降低,煤中水分含量对炉出煤气温度影响较大,相比而言,煤中挥发分含量对炉出煤气温度的影响相对较弱。正确确定发生炉在气化不同煤种时的正常炉出煤气温度指标,有利于操作人员根据出煤气温度的变化,准确判断并正确处理炉况。     

PTA干燥系统的扩容节能改造

介绍了PTA干燥系统扩容节能改造方案的确定范围和实施,包括进料及烟囱,干燥机,出料结构,凝液回收,气力输送等方面改造。介绍了改造后的运行情况,进口w(H2O)=15%,产量由原来的37 t/h提高到52 t/h,出口w(H2O)≤0.1%,完全满足生产要求。     

高浓度电除尘器入口封头气固两相流动的近流线数值模拟

利用近流线数值模拟方法,采用与大型高浓度电除尘器入口封头原型完全相同的1∶1的几何模型,详细真实地模拟了入口封头及其内部具有复杂结构的预除尘角钢和两层开孔达数万个的气流分布板.采用可实现性k-ε模型和随机颗粒轨道模型,对其气固两相流动进行了数值计算,得出了气相速度分布、颗粒浓度分布和流动阻力分布特性.计算结果与工业性试验数据进行了比较,两者吻合较好,提出并证明了利用近流线数值模拟方法可以详细真实地模拟高浓度电除尘器入口封头内部结构及其气固两相流动.计算和试验结果均表明,所研究的高浓度电除尘器入口封头,其出口处气流分布为中间区域偏低,四周区域偏高;其预除尘效率约为27.6%左右,其流动阻力高达766Pa.     

螺旋迭错式空间全曲面生物填料流场模拟分析

引言 填料是生物膜法装置的核心组成部分,除了提供生物膜生长的环境,还能过滤水中悬浮物.本课题组于2009年开发出了一种具有螺旋迭错式空间全曲面结构的生物填料(专利号:200920256153.7.以下简称空间全曲面填料).其结构如图1所示,由波纹状的三维全曲面结构PVC薄片构成,具有近似圆锥状的孔隙,使水流紊乱,产生许多旋涡.旋涡使浮游物依密度分离,滞留在填料内部的不同位置,其中含有细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物等微生物,这些微生物与填料表面结合并大量繁殖,从而形成生物膜(挂膜).大颗粒悬浮物易于被波纹状的孔隙拦截,孔隙率高(根据填料大小在82%～92.4%之间),过滤阻力小,可高效、顺畅地进行过滤.     

雾化器结构参数对循环流化床锅炉SNCR脱硝性能影响研究

还原剂雾化质量对循环流化床锅炉旋风分离器SNCR脱硝效率具有重要影响,为研究空气雾化喷嘴结构参数对雾化质量及脱硝效率的影响,采用数值模拟的方法对喷嘴的4个结构参数即撞击件长度、出口直径、混合室长度和气液入口交角,进行单因素分析和正交数值试验,结果表明影响旋风分离器烟气脱硝效率的主要因素是喷嘴出口直径,次要因素是撞击件长...     

高含水率中药渣的带式压滤机压滤脱水试验

分析中药渣中的水分,阐述中药渣受挤压作用时的脱水机理,结合中药渣的特性和带式压滤机的脱水工艺,对压滤机的布料器进行改造,增加两级分料螺旋,改善压滤效果,使其适用于中药渣脱水试验,增加物料处理量,减少溢料现象,降低污水含固率,减少运行人员劳动强度。采用控制变量法,试验研究压滤机的不同脱水段、压力、带速、中药渣初始含水率等4个因素对脱水效果的影响,结果表明：物料初始含水率越大,不同脱水段的脱水率越大,滤饼的含水率越大;Ⅰ级脱水辊对物料脱水效果影响最大,楔形预压段对物料脱水效果影响最小;中药渣的初始含水率不宜超过80.16%;Ⅰ级脱水辊压力选择0.2～0.6MPa较合适;带速在0.3～0.5m/s范围内时,滤饼的含水率在65%～ 66%之间,脱水效果较好。