数学规划与图形方法相结合设计热集成用水网络

将数学规划法与图形方法相结合探究单杂质用水网络与换热网络的集成问题。首先构建混合整数非线性规划模型（MINLP）,在最小公用工程消耗下优化流股参数未知情况下的分离系统组合曲线面积,得到了最为节能、换热面积最小的用水网络结构。在此基础上,提出了新的分离系统组合曲线演化步骤和规则,可以得到换热单元数目较小的换热网络结构。算例表明,与现有的基于分离系统的热集成用水网络设计方法相比,在最小化公用工程用量的同时可以进一步降低换热器数目与总换热面积。     

循环流化床中颗粒振荡循环现象的实验研究

颗粒的循环特性是循环流化床研究的重点及热点之一,在建立颗粒循环时,颗粒循环由非稳态向稳态过渡。本文在循环流化床实验装置中,采用摄像法和压力检测法研究了不稳定颗粒循环条件下颗粒流动结构和各段压降的变化情况。首次发现了不稳定颗粒循环状态下的颗粒振荡循环现象及其具有的两个特征:下降段、提升段气固流动结构呈周期性变化;下降段压降p_d和提升段压降p_r周期性波动且p_d>p_r和p_dr交替出现。进一步对颗粒振荡循环过程进行受力分析,建立了颗粒振荡周期的计算公式。研究还发现在颗粒藏量一定的条件下,循环气流量或颗粒循环段阀门开度大于某一临界值时才能诱发颗粒振荡循环;颗粒振荡循环周期随着循环气流量的增大而增大,与阀门开度无关。研究结果为动态颗粒循环建立过程的研究奠定了基础,有助于快速地建立颗粒的稳定循环。     

射流鼓泡反应器的混合特性

射流鼓泡反应器以液体射流代替搅拌实现液相混合,具有结构简单、制造及维护费用低等诸多优点,研究其混合特性对于反应器的设计、优化及放大具有重要意义。以空气-水作为模拟介质,采用KCl电解质溶液为示踪剂考察了表观气速和射流Reynolds数的大小对液相宏观混合时间的影响,并从能量输入的角度对射流鼓泡反应器的混合机制进行分析。研究发现,在实验条件下(表观气速变化范围为0.0006～0.0343 m·s^-1,射流Reynolds数的变化范围为1.75×10⁴～7.00×10⁴),鼓泡的加入使得均相射流反应器内的液相混合得到改善;随着表观气速增大,液相宏观混合时间先缩短后延长;当气体输入功率或液体输入功率不变时,混合时间随总输入功率的增大而缩短。通过对多组实验数据的回归分析,提出了液相宏观混合时间与液体输入功率和气体输入功率的经验关联式,计算值与实际值吻合较好。最后基于提出的关联式,发现当总输入功率一定时,混合时间随气体输入功率的增加先缩短后延长,临界转变点在气体输入功率为总功率的61%处,此时气液两相协同作用最强。     

液体雾化状态的声发射检测

为检测液体雾化状态,基于声发射检测技术,通过采集雾化液体撞击挡板产生的声发射信号,结合功率谱分析、小波分析和重标极差分析,得到雾化液体撞击挡板产生声信号的机理和特征,获得表征液体雾化状态的特征声信号尺度(J1尺度)。根据特征信号尺度能量分率与液体雾化状态间的规律性变化关系,提出雾化质量的判断方法,即液体雾化质量随特征信号尺度能量分率的增大而提高,当特征信号尺度能量分率快速上升时,液体进入充分雾化状态。判断方法得到照相法的验证。利用声发射检测发现液体雾化质量随轴向距离增大而提高,与事实相符。由此获得一种快速、实时、便捷和安全的液体雾化状态检测方法,其可用于雾化机理研究、喷嘴设计选型和工业生产监控。     

钒磷氧催化剂在水蒸气/空气/氮气活化气氛下的演变规律

钒磷氧(VPO)催化剂的活化过程对催化剂的正丁烷转化率、顺酐选择性具有重要影响,目前对非原位活化过程中活化条件对催化剂结构性能的影响还所知甚少。研究了非原位活化过程中水蒸气体积分数、空气体积分数、活化温度及活化时间对催化剂性能的影响规律。结合XRD、SEM、BET和XPS等表征手段研究了水蒸气对催化剂结构的影响,证明了水蒸气/空气/氮气(H₂O/Air/N₂)活化气氛中水蒸气对VPO催化剂中(VO)₂P₂O₇晶体的形成及V⁴⁺氧化为V⁵⁺的促进作用。根据不同活化时间催化剂的XRD和Raman分析结果,提出了H₂O/Air/N₂活化气氛下VPO催化剂的晶相演变过程。最后,提出了一种获取高稳态性能VPO催化剂的非原位活化方法,正丁烷氧化生成顺酐的长周期考评结果表明,该方法活化的催化剂稳态性能达到了与原位活化催化剂相同的水平,而活化时间由原位活化的超过100 h缩短至10 h。     

废轮胎热解炭黑的表面修饰及其在平版印刷油墨中的应用

Pyrolysis has the potential of transforming waste into valuable products. Pyrolytic carbon black （PCB） is one of the most important products resulting from the pyrolysis of used tires. One of the most significant applications of modified pyrolytic carbon black is its use as pigment for offset printing ink to obtain high added values. Inverse gas chromatography （IGC） results show that a large quantity of inorganic matters and carbonaceous deposit are removed by treating the pyrolytic carbon black with nitric acid solution. Plenty of active sites originally occupied by inorganic ash and coke are recovered. The surface energy of pyrolytic carbon black （TWPC） modified by titanate-coupling agent-especially the specific interaction γs^SP determined by the specific probe molecule, toluene-shows the strong interaction between the TWPC and the synthetic resins. The offset printing ink performance confirms the IGC prediction. And TWPC has the great potential of applications in printing ink industry as pigment.     

溶析结晶法制备高纯度亚微米硫酸钡粒子

采用溶析结晶法制备亚微米硫酸钡粒子,并运用TEM、SEM、XRD、激光粒度分析仪等分析方法对粒子的粒径、粒度分布、形貌和晶相进行了表征.结果表明溶析结晶法制备的粒子平均粒径160-750nm、粒度分布均匀、纯度高、晶相完整.考察了结晶温度、加料方式、搅拌速率和料液浓度等过程参数以及分散剂对硫酸钡粒子的影响,发现较低的结晶温度, 反向加料方式、较快的搅拌速率、一定的料液浓度等因素有利于制备亚微米硫酸钡粒子.     

声波的多尺度分解与气固流化床故障检测

引言 在流化床乙烯气相聚合过程中,由于传热速率较低(与淤浆工艺相比),聚合物小颗粒容易聚集在一起形成结块,若不及时采取措施,将影响流化状态.而不良的流化状况经常导致装置不能满负荷、长周期地运转,严重时会"熔床",继而停产.为了保证流化床长期稳定的运行,聚合物颗粒结块的监测就变得十分重要.目前工业生产中主要根据流化松密度、反应温度、床高等参数的突变和γ射线法来检测结块.前者多依赖人为经验的判断,漏报、误报的情况时有发生.而γ射线法则对人体存在致命的伤害.因此,发展一种简单快捷、灵敏准确、安全环保的结块测量技术成为当务之急.     

铁系双亚胺基吡啶配合物/MAO体系催化乙烯齐聚制备α-烯烃中试研究

以乙酰丙酮铁和双亚胺基吡啶类配体组成的配合物为催化剂,甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,以混合己烷为溶剂,在0. 3 m3高压反应釜中开展了乙烯齐聚制备α-烯烃的中试研究,考察了其放大效应,重点对釜内压力、温度、乙烯瞬时流量、累积流量和催化剂活性的变化情况进行了考察,通过对齐聚产物进行离心分离和精馏分离,确定出了合理的工艺路线和工艺条件。结果表明,该催化剂活性高达7. 7×107～1. 03×108g/mol·h·MPa,合成的液相产品中,C6～C24α-烯烃含量为77%～81%,α-烯烃选择性大于97%,与实验室水平基本相当。     

硫化异丁烯的一步法合成反应动力学研究

以氨水为催化剂,以硫磺和异丁烯为原料一步法合成了硫化异丁烯。采用红外、拉曼光谱和气相色谱 质谱联用分析了硫化异丁烯的化学组成,并对其结构进行了表征,建立了各集总组分相对含量的气相色谱测定方法。考察了产物组成随反应时间（0~180 min）和反应温度（160~200℃）的变化规律,根据实验结果提出了简化的硫化异丁烯合成反应网络,并以线性曲线拟合法求解参数,建立了动力学模型,为全面剖析烯烃硫化反应过程和进一步的反应器设计奠定了基础。