变压精馏分离甲醇-苯体系的模拟与优化

基于甲醇-苯二元共沸体系的压力敏感性,利用Aspen Plus软件对变压精馏(PSD)分离甲醇-苯工艺进行模拟与优化。采用序贯迭代法,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,确定了最佳工艺条件:低压塔理论板数19,原料进料位置为第12块塔板,回流板位置为第9块板,回流比0.7;高压塔理论板数21,进料位置第14块塔板,回流比1,所得甲醇和苯产品纯度均达到了99.9%。同时,探究了变压精馏分离甲醇-苯工艺的部分热集成方案,与传统变压精馏相比可节能42.7%,可为甲醇-苯分离的实验研究及其他共沸体系的分离提供参考。     

生物质气化耦合化学链技术氨电联产系统的[火用]分析北大核心CSCD

目的基于化学链技术开发一种清洁高效的生物质制氨系统。方法综合考虑系统的自热操作、经济性和碳排放要求,对系统分别进行了热力学分析、经济评价和参数优化,重点探究了化工单元和动力单元的耦合。结果以生物质为原料实现了氨气和电的联产。当生物质进料量为1 kg/s时,得到如下优化结果:①热力学性能方面,氨产率为13.82 mol/s,能量效率为0.45,燃料能源节约率为12.16%;②经济性方面,制氨成本为0.461$/kg NH_(3);③环境方面,碳排放量为0.978 kg/kg NH_(3)。结论证实了该设计理念的可行性,为后续工业化化学链制氨工艺设计和优化提供理论依据。     

钛白废酸活化制备污泥活性炭的改性及应用

以城市污水处理厂二沉池脱水污泥为原料,钛白废酸为活化剂,制备污泥活性炭(SAC),以H_2O_2为改性剂对SAC进行改性处理制备MAC。研究了改性剂质量分数、改性时间对吸附效果的影响,通过单因素实验得出最佳改性参数为:改性质量分数为10%、改性时间为60 min;该条件下,MAC的碘吸附值为493.40 mg/g、比表面积为1 021.45 m2/g、总孔容为0.622 8 mL/g、含氧官能团为1.792 5 mmol/g,分别较改性前提高了21.4%、35.5%、30.9%和8.44%。将MAC用于屠宰废水的处理,结果表明,当MAC质量浓度为12 g/L、振荡时间为50 min、pH维持不变时,屠宰废水中COD和TP的去除率分别为90.7%和98.5%。MAC对屠宰废水中COD的吸附符合Freundlich等温模型和准二级动力学模型。     

钛白废酸活化制备污泥活性炭及其在榨菜废水处理中的应用

以城市污水处理厂二沉池脱水污泥为原料,钛白废酸为活化剂,采用化学活化法制备污泥活性炭(PAC)。考察了固液比、炭化时间、炭化温度对制备污泥活性炭吸附性能的影响,并通过正交实验得出最佳制备参数。将该污泥活性炭用于榨菜废水的处理,结果表明,当投加量为15 g/L、pH为中性、振荡时间为120 min时,榨菜废水中COD和TP的去除率分别为73.6%和99.1%。该污泥活性炭对榨菜废水中COD的吸附符合Langmuir等温模型和准二级动力学与Elovich方程。     

基于定量结构-性质关系预测含水二元共沸物的共沸温度与组成

以125种含水二元共沸物为研究对象,基于定量结构-性质关系,对该类共沸物在常压下的共沸温度及组成进行了预测研究,分别建立了多个预测模型。首先,利用HyperChem 8.0软件绘制了纯组分的三维分子结构,并利用分子力学方法和量子力学半经验方法对分子结构进行优化;然后,利用Materials Studio 8.0软件计算纯物质的分子描述符;其次,利用遗传算法分别筛选出与共沸温度及组成最为密切的特征描述符;再运用多元线性回归方法建立了6个共沸温度预测模型及5个共沸组成预测模型,并对模型的稳定性、拟合能力和预测能力进行对比分析;最后,对最适宜模型分别进行内部验证、外部验证、应用域分析、与文献中同类模型及UNIFAC基团贡献法进行对比。结果表明：最适宜共沸温度/组成预测模型分别是利用8/5个特征描述符所建立的模型;其复相关系数,调整复相关系数,均方根误差,平均绝对误差,留一法交叉验证系数和外部验证系数分别为0.960 6/0.997 0、0.957 2/0.996 9、2.940 0/0.016 1、1.890 0/0.010 4、0.947 5/0.995 7和0.943 9/0.997 6,且模型的稳定性、预测能力和泛化能力均优同类模型。