浓度-时间比法确定反应级数和计算速率常数

介绍了浓度-时间比法确定反应级数的原理以及数据处理的计算机实现过程。应用该方法时首先计算出反应物在不同时刻的转化率和按浓度-时间比计算式计算对应的时间比,然后通过计算机用全局寻优搜索算法求出反应级数和反应速率常数。方法对一级、二级和分数级反应的实验测定数据分析,结果表明,利用浓度-时间比法确定的反应级数与常规方法能很好地吻合。在数据处理过程中,为高效、快速确定反应级数,文中列出了浓度-时间比法的开放式Matlab程序。     

甲烷浓度对硬质合金微型立铣刀表面生长 金刚石涂层的影响

金刚石涂层的应用可显著提升刀具使用寿命.文章采用钽丝为热丝,氢气、甲烷为反应气体,通过热丝气相沉积法在不同甲烷浓度下对硬质合金立铣刀表面进行沉积金刚石涂层.通过扫描电子显微镜、拉曼光谱对不同甲烷浓度下金刚石涂层的表面形貌、涂层质量进行分析.结果显示,随着甲烷浓度增加,涂层中二次形核率增加、金刚石晶粒尺寸变小,金刚石晶粒能够完好地嵌入到硬质合金表面形成机械锁扣结构,提高膜-基结合强度,但过高的甲烷浓度使得活性氢原子对石墨的刻蚀强度减弱,使得涂层中金刚石晶粒晶界处非金刚石碳相含量逐渐增加,涂层质量下降.当甲烷浓度为3%时,硬质合金立铣刀表面金刚石涂层结晶度高、晶粒间接触紧密、涂层中非金刚石碳相含量低、膜-基结合强度高,端刃处未出现涂层剥落现象.文章工作有助于理解热丝气相沉积法中碳源浓度对表面金刚石涂层沉积效果及涂层失效的影响,使硬质合金立铣刀表面金刚石涂层沉积工艺得到进一步优化.     

数值法解催化剂粒内模型及内扩散有效因子

采用直接法即通过求解常微分方程边值问题形式的催化剂粒内反应扩散模型 ,得到粒内浓度分布 ,进而由定义式经积分求得复杂动力学模型的催化剂内扩散有效因子。微分方程的求解采用打靶法和正交配置法等数值解法 ,内扩散有效因子的计算通过Gauss Legendre数值积分求得。     

C语言在微分法求反应级数中的应用

反应级数的确定在化学动力学研究中非常重要,确定级数的方法有微分法和积分法两大类,微分法的手工处理过程太复杂,积分法一般只适用于整数级反应,有一定的局限性,本文详细介绍如何利用计算机微分法来确定反应级数,处理时先对实验测定的不同时刻的浓度C数据,用拉格朗日插值法和差分法求出各浓度C对应的速率v,再求出lnC和lnv,最后用线性回归法求出反应级数n。为了使所编制的程序简短、高效,采用C语言作为编程语言。     

水处理系统的分段优化设计方法

采用分段设计法研究水处理过程.根据给水浓度和产水浓度要求的不同,以年费用最小为目标,将水处理过程作为超结构模型,进而优化设计段数和每段的工艺参数.研究表明,当进水浓度为5 000 ppm～35 000 ppm时,制备生活用水采用反渗透法处理费用最低,而制备纯水采用反渗透+离子交换联合法处理费用最低;当进水浓度为500 ppm～5 000 ppm时,前者采用电渗析法处理费用最低,而后者采用电渗析+离子交换联合法处理费用最低;当进水浓度小于500 ppm时,制备纯水采用离子交换法费用最低.     

木箱养泥鳅

采用酸法将糖苷型大豆异黄酮水解成其苷元形式。通过正交实验得到盐酸水解大豆异黄酮的最佳反应条件为 :盐酸浓度为6mol·L-1,酸解时间为3h;酸解温度50℃ ,盐酸体积与原料比为4∶1。利用本实验获得的最适酸解条件反应 ,可使染料木苷生成染料木素的转化率达到98%以上     

Zn2SnO4 气敏材料的水热合成及其掺杂改性

采用分析纯的ZnAc2·2H2O 和SnCl4·5H2O作为起始原料,控制适当的pH值和离子浓度,在200 ℃温度条件下水热法反应24 h得到Zn2SnO4微粉;通过浸渍法制备了Pd、Au、La掺杂的Zn2SnO4粉体;利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对合成材料的结构、尺寸和形态进行了表征;采用静态配气法测试了材料的气敏性能.结果表明:在200℃水热条件下可直接合成Zn2SnO4,所得材料是比较规整的立方晶型,粒径大约为200 nm,纯Zn2SnO4对H2S、乙醇蒸气、乙醇汽油等有机蒸气具有较好的灵敏度,通过金属离子掺杂能明显提高材料对乙醇蒸气、乙醇汽油等气体的灵敏度和选择性.     

醋酸——醋酸铵缓冲体系中柠檬酸对高岭石的溶解特征

采用间歇法(batch method)模拟研究醋酸-醋酸铵缓冲体系中柠檬酸对高岭石的溶解特征.结果表明:反应液中A1、Si浓度随柠檬酸浓度提高、反应液pH降低及反应时间的推移而增加;且低浓度柠檬酸(1mmol L-1)时,随着酸度的升高,配体促进溶解速率(RL)减小;高浓度柠檬酸(≥5mmol L-1)时,随着酸度的升高,配体促进溶解速率(RL)增加,但增幅随pH的降低而大幅减弱;且随着酸度的升高,配体对高岭石溶解的贡献相对减弱,但相对于质子,本试验柠檬酸浓度及酸度范围内,其对高岭石溶解的贡献仍是主要的.     

气体流速对PM2.5浓度实时测量值的影响

为考察气体流速对细颗粒物浓度检测仪测量结果的影响,更真实、准确地评价PM2. 5的污染状况,同时兼顾传统检测仪利用风扇控制采样气体气流不平稳定且易受环境影响的特点,在试验舱环境下,通过直流稳定电源控制气泵转速的方法,对PM2. 5测量值与气体流速的关系进行试验研究。该试验采用基于激光散射法的PM2. 5颗粒物检测仪。激光散射法与称重法、微量振荡天平法、β射线法、压电晶体法等传统测量方法相比,以其具有实时测量、准确性高和重复性好等特点而被广泛应用。试验结果表明:气体流速变化对PM2. 5实时测量值有影响,且影响程度与当前PM2. 5浓度有关。当前PM2. 5浓度越大,PM2. 5测量值对气体流速的波动越敏感。因此,研究气体流速对PM2. 5浓度实时测量值的影响规律,对于评价颗粒物检测仪精度具有实际意义,为提高颗粒物检测仪精度提供了参考。     

Matlab在乙醇胺反应动力学方程回归和预测中的运用

乙醇胺反应包括生成一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)三种反应,其动力学方程参数回归涉及多个变量.本文采用Matlab编程,用线性拟合求解MEA生成反应活化能和指前因子,用非线性最小二乘拟合求解DEA和TEA反应的动力学常数,从而得到整个乙醇胺反应的动力学方程,并通过积分动力学方程,得反应物浓度与时间的关系,与试验数据符合较好,说明采用Matlab处理复杂实验数具有优越性.     

浆态床法合成二甲醚的模拟研究

对于直接以合成气作为原料，使用Cu-Zn-Al和γ-Al2O3构成的双重催化剂、采用浆态床法合成二甲醚的反应体系，使用全混流反应器模型结合化学反应动力学进行模拟。组分方程使用超松弛迭代方法并结合C 编程进行求解，编制了计算机程序。通过模拟计算，讨论了压力、温度、空速、催化剂配比、反应气中不同氢碳比以及CO2含量对反应收率、DME选择性的影响，并讨论了在不同氢碳比下对CO转化率和CO与H2总转化率的影响，从而寻找合适的反应条件，为工业化生产提供参考。     

SITRANS F C流量计在羰基铁液体计量中的应用

癀基铁粉的生产工艺过程实际上是一个合成与分解的过程,首先在合成釜中海绵铁与CO气体在高压下生成五羰基铁液体,五羰基铁液体在分解器中进行分解生成高纯铁粉,并释放出CO气体。在整个反应体系中由于羰基铁液体在压力变化时会有CO气体释放,产生气泡,造成流量测量值波动,无法进行工艺流程控制的特殊性,在流量计的选用上最终使用了德国西门子的MASS2100质量流量计。在应用过程中对MASS2100质量流量计的测量工作造成极大的影响,针对此问题发生,通过大量地实践工作最终找到解决方案。     

天然气与煤联合气化的热力学模拟研究

天然气与煤联合气化工艺通过改变进料条件,能够直接得到H2／CO比可调合成气。为探索进料条件对合成气H2／CO比和温度的影响规律,本文建立了描述天然气与煤联合气化制合成气热力学模型,根据该模型计算了不同进料条件对合成气H2／CO和出口温度的影响。计算结果表明,进料中CH2／O2比例的增加可同时显著提高合成气的H2／CO比和降低反应温度;进料中H2O／O2比例的增加只是显著降低反应温度,而对合成气H2／CO比的影响较小;提高进料温度和操作压力对合成气生产有利。     

轻汽油醚化反应器内流动状况的数值模拟

为了解决某石化公司轻汽油醚化反应器的放大问题,本研究采用CFD方法对轻汽油醚化反应器内的流动状况进行模拟研究。通过模拟计算得到滴流床反应器内气液两相流动状况,为反应器的选型与设计提供依据。研究表明,该醚化反应器中的流动处于滴流床流型,气液两相均以连续相的形式存在。     

一种小型化多组分气体检测装置的设计

针对传统红外气体探测装置检测气体种类单一和光源稳定性差的缺点,该文设计了一种基于非分光红外(NDIR)技术的多组分气体检测系统。使用四窗口热电堆红外气体探测器,同时检测CO、CO2和HC这3种气体的浓度,并设计了恒功率光源电路,保证了光源发光的稳定性。以内部集成14位ADC和PGA模块的PSoC单片机为核心,相比传统气体探测装置,在保证检测精度的同时,有效减小了外围电路的大小,提高了装置的一体性,同时也降低了成本。设计了LabVIEW上位机,对气体浓度进行实时监测,并给出各组分气体浓度的标定方法。该检测系统成本低,小型化便于携带,探测气体误差在2%以内。     

单颗粒载氧体化学链燃烧反应性能数值分析

旨在利用实验室条件下在流化床中的颗粒粒径、孔隙率以及还原反应动力学典型数据模拟单个载氧体颗粒的反应过程。采用一种较为通用的均质模型与收缩核模型结合的气-固反应模型,模拟分析多孔载氧体颗粒(CuO/Al2O3)与合成气(H2/CO)的非催化反应,并考虑了还原反应动力学、颗粒内外部传质以及传热的影响。在非稳态情况下,得到典型球形载氧体颗粒内部反应物浓度沿粒径分布,以及不同因素对反应速率的影响。结果表明,孔隙率、颗粒粒径以及反应动力学参数都对还原反应有较大影响,该研究为载氧体设计优化以及反应器设计提供基本指导。     

固定床中邻二甲苯氧化的二维非均相模拟

采用二维非均相模型，模拟了邻二甲苯固定床氧化反应器，对于气相方程，使用Ｃｒａｎｋ－Ｎｉｃｏｌｓｏｎ预测－校正格式求解，对于颗粒相方程，使用中心差分并结合迭代方法求解，比较了二维非均相模型和二维拟均相模型的差别，使用二维非均匀相模型，分析了原料进口温度、进料气速、进口浓度、熔盐温度和催化剂尺寸的大小对反应的影响。     

SO2氧化流向振荡固定床的模拟

从质量守恒和热量守恒出发，建立了SO2氧化流向振荡固定床反应器的一维非均相动态模型，并在格距渐变的网格上使用了预测-校正有限差分法求解，该方法具有2阶精度且不用迭代。程序使用C语言编制，采用双向链表的存储结构，减小了存储量并大大加快了计算速度。根据数值计算的结果，考察了各参数对反应器动态特性的影响。     

双功能混合催化剂上含氮合成气一步法制二甲醚的本征动力学模型

研究了由商业甲醇合成催化剂和改性分子筛脱水催化剂混合组成的双功能催化剂上含氮合成气一步法制取二甲醚的本征动力学。实验是在3-7Mpa、220-260℃条件下进行的。选择CO、CO2加氢合成甲醇及甲醇脱水三个反应为独立反应，采用双曲型动力学模型，通过单纯形法与遗传算法相结合估计了动力学模型参数，经检验该模型可靠，模型计算值与实验数据吻合良好。     

纳米材料SnO_2的室温固相合成及其气敏特性

以无机物SnCl4 ·5H2 O、Na2 CO3 (摩尔比 1:2 )为原料 ,室温下研磨 ,使其发生固相化学反应 ,制得SnO2 ,采用X -射线衍射技术 (XRD)和透射电子显微镜 (TEM)等测试手段对材料的物相和微观结构进行了分析 ,结果表明 ,所得产物为理论产物 ,且平均粒径约为 2 5nm ;采用HWC - 30A汉威气敏元件测试系统对材料的气敏性能进行了测试 ,结果表明 ,该材料制成的烧结型元件对可燃性气体有很高的灵敏度 ,通过控制工作温度可提高元件的选择性