荷电正渗透膜的研究进展

正渗透是利用选择性半透膜两侧溶液的渗透压作为驱动力,使纯水透过膜。正渗透分离技术是一项能耗低、回收率高、环境友好的绿色能源技术,在废水处理、海水脱盐等方面具有很大的应用潜力。但是,膜分离过程中的浓差极化现象,限制了正渗透技术的商业化应用。荷电膜在分离过程中具有筛分和Donnan效应的双重作用,能有效提高膜的分离效率、水通量及耐污染能力。荷电膜的特殊分离机理使得其在正渗透技术中的应用具有极大的优势。主要介绍了现有文献报道的荷电正渗透膜的制备方法,并讨论了荷电膜的电荷性质及数量对正渗透过程的浓差极化、膜污染、水通量、亲水性、截留率及反向溶质扩散等因子的影响,为未来正渗透膜材料的研究和正渗透技术的广泛应用提供参考。     

高炉批重转换过程炉内热化学行为演变规律模拟研究

在推进“双碳”目标实现的进程中,中国炼铁工业面临着节能减排的重大挑战,在传统高炉向低碳高炉转换的炉况过渡过程中,研究炉内热化学行为演变规律对炼铁技术绿色低碳发展具有重要的指导和推动作用。本研究采用计算流体动力学-离散单元（CFD-DEM）耦合方法解析了布料批重动态改变对高炉内部温度场、软熔带以及铁矿石还原度分布的瞬时影响。结果表明：料批重减小21.50%,炉料平均温度降低约5.81%,软熔带高度缩减约7.18%,炉内矿石还原度降低约3.08%,反之亦然,即当料批重恢复时,实验高炉主要运行参数及特征可以恢复至先前水平;通过调整料批重,高炉内部从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态,两个稳定状态过渡过程的时间成本逐渐减少;炉内炉料均温越高,在批重改变时会更快地达到新的稳定状态。     

非晶态二氧化锰活化过硫酸氢盐氧化法降解酸性橙7

过硫酸氢钾是一种应用广泛的强氧化剂,但其强氧化活性需要外来的催化剂进行活化。本文首次报道了非晶态二氧化锰(AMO)对过硫酸氢盐的活化氧化过程,研究了该氧化体系降解偶氮染料酸性橙7(AO7)分子的性能。通过XRD、SEM、激光粒度分析仪对制备的悬浮态非晶态二氧化锰进行了表征,发现二氧化锰颗粒在溶液中呈现纳-微二级结构,且具有良好的吸附能力。AO7的氧化脱色实验表明,非晶态二氧化锰AMO比晶体态的α-Mn O2纳米棒具有更好的活化氧化脱色性能,且AO7的脱色过程符合拟一级动力学方程,非晶态二氧化锰的特殊结构和吸附作用加速了氧化脱色过程。AO7溶液的氧化矿化实验表明,在20md/L非晶态二氧化锰存在条件下,AO7在过硫酸氢钾氧化体系的矿化率达到82%,非晶态二氧化锰表现出良好的催化性能。采用高锰酸钾与过硫酸氢钾联合作用,由高锰酸钾产生非晶态二氧化锰,可以实现氧化协同效应。     

高炉风口回旋区焦炭燃烧特性的颗粒尺度模拟

摘要：为从微观颗粒尺度解析高炉风口回旋区动态演变及内部热化学行为,采用计算流体动力学 离散单元法(CFD-DEM)耦合方法对回旋区焦炭燃烧过程进行了数值模拟研究。首先验证了CFD-DEM模型的可用性与准确性;然后探究了回旋区形成及演变过程、焦炭颗粒燃烧行为及粒径分布和气相的温度及组分分布;最后考察了不同鼓风速率对回旋区大小、风口轴向气体温度与组分分布的影响。模拟结果表明,回旋区的宽度和高度随着鼓风速率的增大而增加;鼓风速率的上升使气体高温区和化学反应区分布发生改变,即最高温度点和焦炭反应区均向焦炭床中心移动。     

铁矿石颗粒尺度相变传热过程的数值模拟

为解析铁矿石颗粒在高炉软熔带内的复杂相变传热过程,采用焓法模型对单颗粒铁矿石加热熔化过程进行分析,获得了铁矿石颗粒内的温度分布、熔化时间和液相的体积分数等变量随时间的演变规律,讨论了铁矿石颗粒粒径、加热气流速度和加热气流温度对熔化过程的影响.结果表明:铁矿石颗粒粒径大小对加热熔化过程的液相析出、相变区厚度和颗粒中心与外表面温差影响最为显著,主要原因是对流换热系数减小导致颗粒换热能力被削弱,颗粒内部导热热阻增大;加热气流速度成倍增大,颗粒熔化时间只微微缩短,而加热气流温度的逐步升高使得颗粒熔化时间有较大程度的缩短,主要原因是在高温环境中辐射换热影响增强.