气固流化床反应器的多尺度分析方法研究

基于多尺度分析方法,将声波技术和压力脉动技术同时应用于气固流化床的测量,获得了流化床内部更为全面的流体力学行为.在相同条件下,对流化床同一处产生的信号用两种方法同时测量,并结合R/S分析和小波分析方法,对这两种信号进行了分析.实验结果发现,根据各小波尺度下波动信号的Hurst指数变化规律(均小于0.5、均大于0.5或两者都有),可将信号划分为微尺度、介尺度和宏尺度.其中,声波信号第1～5小波尺度为微尺度,第6～7小波尺度为介尺度,第8～10小波尺度为宏尺度;压力脉动信号第1～2小波尺度为微尺度,第3～9小波尺度为介尺度,第10小波尺度为宏尺度.对两种信号在3个尺度上的能量进行比较,发现声波信号的能量主要集中在微尺度,反映的是颗粒相特征,而压力脉动信号的能量主要集中在介尺度,反映的是气泡相特征.     

缠绕管结构参数对管内压降的影响及压降模型

为了研究缠绕管内流体的压降规律、建立具有较宽适用范围的压降预测模型,以水为介质,采用U型压差计测量缠绕管内流体进、出口的压降,实验考察缠绕直径、缠绕角度、管径等缠绕管结构参数对管内压降的影响. 结果表明,在流速及其他结构参数相同的情况下,缠绕直径或管径越小,单位长度缠绕管内压降越大;在不同流速区间,缠绕管结构参数对管内压降的影响程度不同. 在低流速（小于0.5 m/s）下,缠绕管结构对管内压降的影响较小;在高流速（大于0.5 m/s）下,缠绕管结构对管内压降的影响显著. 采用统一的压降预测模型对实验数据拟合会使得其在高压降区失准,进而提出由流动参数和缠绕管几何参数组合而成的分段特征参数,并构建分段式压降预测模型. 分段式压降模型的计算值与实验值的相对偏差小于10%.     

气相聚合流化床内静电与结片现象的研究进展

综述了气相聚合流化床内静电及结片现象的研究进展,对流化床内结片现象进行了描述,将静电与流化床的壁面结片现象关联,并从流化床流体力学行为与静电生成速率的关系出发对静电的生成机理进行了论述。通过对流化床内静电分布分析,确定了流化床内静电积累和消散的位置。提出了流化床内静电检测、静电产生机理、静电信号与工业流化床中结片现象关联等有待继续研究的方向和领域。     

RESS法制备超细萘粒子

采用常规、简便的喷射装置，建立了一套超临界溶液快速膨胀（Rapid Expansion of Supercritical Solutions,RESS)实验装置。该装置能有效地防止堵塞。以CO2为溶剂，萘为溶质，考察了喷嘴直径及收集距离对沉积微粒粒径的影响，研究了在不同的收集距离时粒径随浓液浓度的变化规律。结果表明喷嘴直径增大将使产物粒子粒径增大；在50mm的范围内，产物粒径随着收集距离的增回而明显增加，结果也显示出RESS产物是通过更小粒子之间的碰撞凝结而生长。当收集距离较大时，晶体的生长过程相比于晶核的形成过程对沉积微粒的粒径影响更大，故粒子粒径随溶液浓度增加而增大；当收集距离较小时，晶核的形成过程占主导地位，因此产物粒径随溶液浓度的增加而减小，符合经典成核理论。     

工业流化床乙烯共聚合过程的研究 Ⅱ.分子量的时间序列模拟

通过对工业流化床乙烯共聚合反应器流动与反应特性地分析，提出了模拟产品聚合物平均分子量的时间序列模型及系统常数的更新与修正的递归模型。利用该模型模拟工业装置的平稳操作过程和切换产品时的过渡过程的树脂熔体指数，表明该时间序列模型可以很好地模拟生产数据。     

钴离子对阳离子交换树脂氧化裂解反应的催化作用

氧化裂解能有效增大放射性废阳离子交换树脂的减容比,但是较高的裂解温度易导致核素挥发。为了降低裂解温度,以硝酸钴和阳离子交换树脂为原料,制备了不同钴含量的含钴树脂,在热重分析仪上考察了钴含量对树脂裂解反应的影响。采用离子交换的方法掺入10～40 g/L的钴离子,可以使树脂共聚物基体裂解峰的峰值温度降低232～263℃,而对减容比的影响较小。通过对残渣的XRD、FT-IR、XPS及元素分析,发现由钴离子转化形成的氧化钴对共聚物基体的裂解具有催化作用,促进了硫键(—S—)的断裂,使裂解温度降低。     

声信号R/S分析与环管反应器中浆液质量浓度测量

根据固体颗粒碰撞壁面产生不同频段声信号的机理,结合小波分解及R/S分析手段,获得了代表固体颗粒运动的声信号特征频段,并建立了环管反应器中浆液质量浓度的声发射预测模型.在环管反应器中,以水-玻璃珠体系为研究对象,分别考察了在流速为5～8 m/s的条件下特征频段能量与浆液质量浓度的关系.发现在流动稳定的情况下,将声发射信号在0～100 kHz做二阶Daubechies 9尺度小波分解并结合R/S分析,得到代表固体颗粒运动的特征频段,特征频段下的声发射信号能量和流体速度的3次方之比与浆液质量浓度之间存在线性关系.浆液质量浓度的模型计算值与实测值之间的平均相对误差为11.8%,表明声发射技术能快速、准确、非插入地实现环管反应器中浆液质量浓度的在线测量.     

硅胶负载型聚烯烃催化剂(Ⅰ)──不同类型硅胶载体热活化颗粒的TEM和SAED研究

利用TEM和选区电子衍射（SAED）方法对T-1,T-3和T-4三种硅胶载体原料及其受热活化过程的影响进行了研究,阐明了各种硅胶载体颗粒中原级粒子的尺度、形态和结合特征,以及它们受不同热活化条件的影响。并发现了600℃热活化使T-3和T-4硅胶载体颗粒发生局部烧结现象的实验依据。     

ZSM-5催化剂在多周期MTP反应中的性质变化及反应行为

通过XRD、N2物理吸附 脱附、NH3 TPD、TG、二氯甲烷萃取及GC MS分析等手段研究了ZSM 5催化剂在多周期甲醇制丙烯(MTP)反应中的性质变化和内、外表面可溶积炭的组成。在反应压力01 MPa、温度480 ℃、甲醇质量空速1 h-1（甲醇分压为125 kPa）的条件下,考察了不同反应周期ZSM 5催化剂的MTP催化活性。结果表明,在多个反应 再生过程中,ZSM 5催化剂的骨架结构受到各周期积炭、水热脱铝及床层局部高温的影响,使其在脱铝过程中晶体结构遭受破坏,进而影响其孔道结构和酸性质;工业失活ZSM 5催化剂的结焦物主要是不可溶积炭,随着反应 再生周期的增加,积炭物种会不断的发生脱氢、环化等反应,最后生成重质稠环芳烃,甚至石墨化的碳,致使不可溶积炭量逐渐增加。     

声发射技术在化工过程中的应用

在简要介绍声发射技术原理、测量手段与分析分析方法的基础上,系统回顾了被动声发射技术在化工过程中对于物理化学变化以及设备状态监控的广泛应用,对声发射技术在流程工业中各个单元操作以及设备监控等各个方面的应用进行了综述。总结表明,声发射技术适用于各种恶劣的工业环境,能够实时在线、准确地实现流程工业中关键过程参数的检测,具有广阔的工业应用前景;相比于传统的检测手段,声发射技术具有更为广阔的工业应用前景。