分布参数系统参数估计策略

最小二乘法只是一种简单意义上的拟合，无法对模型鉴别和参数估计起到积极的指导作用。本文从对管式反应器模型方程的正交配置离散出发，导出了配置方程与加权最小二乘法之间的一致性，认为对于非线性模型必须弄清状态变量的过程变化规律，才能有效地进行模型参数估计。在这一原则指导下，对反应工程研究中应注意的各种实验测量问题进行了分析，指出浓度的测定对于复杂反应来说是十分重要的，并用实例对此进行了检验。     

PR状态方程二元相互作用参数的拟合及对柴油中氢气溶解度的预测

通过Aspen Hysys模拟计算了温度(323~623)K和压力(4~10)MPa条件下,氢气在0~#柴油、直馏柴油、催化柴油和焦化柴油中的溶解度。计算结果对比实验数据,得到氢气在4种柴油中溶解度的平均误差分别为17.49%、11.48%、20.09%和14.00%。因二元相互作用参数与柴油性质以及温度之间存在着一定的关联,为了得到更加准确的溶解度数据,提出了计算PR状态方程中二元相互作用参数的关联式,并用Matlab进行关联式参数的拟合和氢气溶解度的计算,得到溶解度数据的平均误差分别为8.12%、7.51%、5.73%和6.10%,有效地提高了数据的准确性。因此,提出的二元相互作用参数的计算关联式可以为更加准确地预测氢气在柴油中的溶解度提供有效的方法。     

固定床反应器中扩散反应问题的实验测定

为研究反应器尺度上的扩散反应问题，建立了一个可同时在轴向和径向进行温度和浓度测定的二维壁冷却式固定床反应器。选择３种操作条件进行了实验测定，利用所测实验数据对拟均相二维平推流模型进行了参数估计，发现按平推流模型得到的径向温度曲线在壁面附近同实验测定有很大偏差，本文认为是由于在颗粒大小不容忽视的条件下平推流假定过于简单之故。应当加以改进。     

催化剂颗粒形状对甲烷水蒸气重整反应的影响及工业反应器模拟

甲烷水蒸气重整工艺是现阶段最主要的工业制氢技术,催化剂颗粒形状和反应器操作条件是影响重整反应器性能和产物组成的重要因素。首先从颗粒尺度研究催化剂形状对甲烷水蒸气重整反应的影响,在不同的反应温度和压力下,计算并比较了球形、柱形和环形催化剂的效率因子,其大小顺序为:柱形 < 球形 < 环形。其次,将反应器床层的质量、热量和动量传递与环形催化剂颗粒的扩散-反应方程相结合,建立了用于描述甲烷水蒸气重整工业反应器的一维轴向数学模型。计算并分析了反应器进口温度和压力对反应器床层的温度和压力分布、催化剂效率因子以及甲烷转化率和各组分浓度分布的影响,确定了适宜的工业反应器进口温度和压力,分别为773 K和3 MPa。     

电解液组成对CO_2电化学还原效率的影响

为了考察电解液组成(溶剂和支持电解质)对CO_2电还原效率的影响,以金属银为工作电极,在三电极电解槽中进行了恒电位电解及循环伏安扫描实验。结果表明:相比于二甲基甲酰胺(DMF)和甲醇,用乙腈作溶剂时产物CO法拉第效率最高;强酸作为阳极液支持电解质可以降低CO_2还原过电位并提高CO部分电流密度;离子液体作为阴极液支持电解质可以全面提高CO_2还原效率。研究不同离子液体的催化行为,发现离子液体中阳离子部分对CO部分电流密度的影响比阴离子的影响更明显,进一步证实了咪唑阳离子对还原CO_2起主要催化作用。     

苯加氢制环己烷的反应动力学研究进展

从化学反应原理、热力学平衡以及催化剂和催化机理等角度出发,详细介绍了苯加氢制环己烷的反应体系;分别就催化剂颗粒处于气相、液相和部分润湿状态下的反应动力学研究进行了概述,重点讨论了催化剂颗粒处于内部部分润湿状态下的反应动力学。     

沸腾床内液相的返混特性

在直径0.3 m、总高7.2 m的沸腾床反应器内采用脉冲示踪法研究液相的返混特性。实验中分别以空气和水作为气相和液相,气体操作速度从0.26 cm·s^-1变至12.97 cm·s^-1,液体表观速度固定为0.86 cm·s^-1。采用三氧化二铝颗粒作为固相,其中固体颗粒的平均粒径为0.4 mm,床层固体含量（体积分数）从0变至42.9%。实验结果表明,在所有考察条件下每组响应曲线均存在明显的长拖尾现象,沸腾床内存在剧烈的液体返混现象。尝试采用带回流的多釜串联模型拟合实验数据,结果表明模型预测值与实验数据吻合得非常好,其中拟合得到的全混釜个数N为8,回流比k从1.320至4.218不等,方差预测值与实验值之间的最大误差不超过+18%。     

气体喷射-气液旋流式冷氢箱的传质特性

开发了一种具有多重旋流结构的气体喷射-气液旋流式冷氢箱,并通过大型冷模实验对其进行传质性能测试。在气体喷射速度10～80 m·s^-1和液体进口速度0.2～0.7 m·s^-1条件下,采用氧吸收法测量了液相体积传质系数k_La,采用空气-Na₂SO₃溶液化学吸收法测量了相界接触面积a。结果表明:k_La和a均随气体喷射速度和液体进口速度增大而增大,其中受气体速度变化影响更为明显;由测定的传质参数数值可知新型冷氢箱传质效果较传统冷氢箱大幅提高,与机械输入设备处于相同量级,具有优异的气液混合性能。还采用量纲分析法对数据进行了归纳拟合,得到传质参数与气相Reynolds数、液相Weber数之间的关联式,可以较好地关联预测冷氢箱的传质性能。     

Support Effects on Thiophene Hydrodesulfurization over Co-Mo-Ni/Al2O3 and Co-Mo-Ni/TiO2-Al2O3 Catalysts

A carbon-based sulfonated catalyst was prepared by direct sulfonation and carbonization （in moderate conditions：200 ＆#176;C, 12 h） of red liquor solids, a by-product of paper-making process. The prepared sulfonated cata-lyst （SC） had aromatic structure, composed of carbon enriched inner core, and oxygen-containing （SO3H, COOH, OH） groups enriched surface. The SO3H, COOH, OH groups amounted to 0.74 mmol·g^-1, 0.78 mmol·g^-1, 2.18 mmol·g^-1, respectively. The fresh SC showed much higher catalytic activity than that of the traditional solid acid catalysts （strong-acid 732 cation exchange resin, hydrogen type zeolite socony mobile-five （HZSM-5）, sulfated zir-conia） in esterification of oleic acid. SC was deactivated during the reactions, through the mechanisms of leaching of sulfonated species and formation of sulfonate esters. Two regeneration methods were developed, and the catalytic activity can be mostly regenerated by regeneration Method 1 and be fully regenerated by regeneration Method 2, respectively.