Please wait a minute...
本期目录
2008年 第59卷 第3期 刊出日期:2008-03-05
    综述与专论
    超临界CO2萃取植物挥发油的传质模型
    贾冬冬, 李淑芬, 吴希文, 刘乃汇, 刘同举
    化工学报. 2008, 59(3):  537-543. 
    摘要 ( 762 )   PDF (2136KB) ( 470 )  
    相关文章 | 多维度评价

    运用数学模型对超临界CO2萃取天然产物的传质过程进行模拟,对于预测工业化规模的萃取条件具有重要的指导意义。阐述了超临界CO2萃取植物精油过程中传质模型的机理、分类及特点,着重比较了几种重要的微分质量平衡传质模型:两相模型、紧缩核浸取模型、完整和破碎细胞模型以及多组分逻辑模型,并对不同模型的应用范围进行了讨论。

    传递现象
    “Ω”形轴向槽道热管的流动和传热特性
    张程宾, 施明恒, 陈永平, 吴嘉峰
    化工学报. 2008, 59(3):  544-550. 
    摘要 ( 690 )   PDF (1501KB) ( 392 )  
    相关文章 | 多维度评价

    建立了“Ω”形轴向槽道热管内流动和传热特性的理论模型,并计算了其最大传热能力。模型综合考虑了气-液交界面的剪切力、弯月面毛细半径变化以及接触角的作用。分析讨论了热管结构尺寸对流动特性的影响、热负荷对蒸发段端口毛细半径的影响、吸液芯结构尺寸对热管传热性能的影响,给出了气液两相压力、平均速度以及毛细半径的沿轴向分布。并且,将计算得到的不同工作温度下最大传热能力与Chi模型预测值进行了比较。同时,实验也验证了本模型的正确性。

    碳酸二甲酯液相热导率
    宋琳丰, 吴江涛, 刘志刚
    化工学报. 2008, 59(3):  551-556. 
    摘要 ( 714 )   PDF (810KB) ( 456 )  
    相关文章 | 多维度评价

    利用瞬态单热线法重新研制了一套可耐高压的热导率测量装置,热导率测量的不确定度为±2%。用推荐物质甲苯对该装置在286~350 K的温度范围内进行了检验,得到的结果与甲苯热导率推荐值的绝对平均偏差为0.48%。用该装置对温度区间为290~390 K、压力区间为0.1~30 MPa的碳酸二甲酯(DMC)的热导率进行了实验研究,并将实验数据拟合成关于温度和压力的热导率方程,实验数据与拟合方程计算值的最大偏差为-1.97%,绝对平均偏差为0.86%。

    蒸汽喷射压缩器的变工况特性模拟与分析

    季建刚;倪海;黎立新;王如竹
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  557-561. 
    摘要 ( 872 )   PDF (619KB) ( 359 )  
    相关文章 | 多维度评价

    采用改进热力学,建立了蒸汽喷射压缩器变工况特性数值计算模型。结合水蒸气物性程序,对热压缩海水淡化系统中的蒸汽喷射压缩器的变工况性能进行了计算,分析了工作蒸汽压力、引射压力、混合蒸汽压力的变化对引射系数的影响。计算结果表明,当压缩蒸汽的压力高于设计值时,引射系数随压缩压力的增大而减小,而当压缩低于设计值时,引射系数保持不变;提高引射蒸汽压力会引起引射系数的增大;主动蒸汽压力偏离设计值时,主动蒸汽压力的降低(低于设计值)或提高均会引起喷射器性能的降低。

    一种削弱振荡管内反射激波能量的方法

    胡大鹏;刘培启;朱彻
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  562-566. 
    摘要 ( 714 )   PDF (698KB) ( 201 )  
    相关文章 | 多维度评价

    激波吸收腔是影响热分离机效率的重要结构,采用数值模拟和实验的方法对其进行研究,结果表明:数值模拟能够捕捉振荡管内激波和接触面两个间断;反射激波压力最大值随吸收腔直径比D/d增加而减小,随吸收腔长径比L/d增加而降低。提出一种实用的吸收腔结构——串联吸收腔,对比2个和3个吸收腔串联结构后,证明在膨胀比α<6范围内2个吸收腔串联结构是最佳选择。

    多相流和计算流体力学

    撞击流气化炉内颗粒停留时间分布的随机模拟

    倪建军;郭庆华;梁钦锋;于遵宏;于广锁
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  567-573. 
    摘要 ( 723 )   PDF (473KB) ( 342 )  
    相关文章 | 多维度评价

    根据多喷嘴对置式气化炉流场测试,将气化炉划分为若干区域,运用时间离散、状态离散的马尔可夫链随机模型,模拟了气化炉内颗粒相的停留时间分布(RTD)。当颗粒在撞击区和射流区间的回流比为0.5,向下撞击流股区和管流区为平推流模型,其他区域按全混流模型处理时,模拟值与实验值吻合较好。随着进料流量的增大,平均停留时间减小,量纲1方差减小;随着回流比的增加,平均停留时间增大;气固两相平均停留时间接近,但RTD存在一定差异。

    气固流化床中静电压分布及料位检测
    王芳, 徐怡, 于恒修, 王靖岱, 阳永荣
    化工学报. 2008, 59(3):  574-581. 
    摘要 ( 760 )   PDF (993KB) ( 458 )  
    相关文章 | 多维度评价

    应用自行开发的静电压在线测量系统,对聚乙烯气固流化床中不同床高处的静电压进行测量,发现床内的静电场为一非均匀电场,静电压沿床层轴向呈“Z”形分布,且在床层稀密相分界面,即料位附近会发生极性的改变。实验同时发现,提高流化气速和静床高,稀密相分界面上升,极性改变位置也随之出现较明显的升高。而颗粒的粒径发生改变后,若颗粒在流化过程中存在较明显的料位,则极性改变现象明显,反之这种现象不会发生。在此基础上,提出了流态化颗粒的双极带电理论,指出不同粒径的颗粒在有效功函数、表面结构、吸附杂质的能力以及表面能等方面均存在差异,导致大小颗粒在接触带电中所带电荷极性相反,进而影响了整个流化床中的静电分布。最后,基于静电压的分布特征提出了一种确定流化床料位高度的新方法,实验结果表明,该方法计算得到的料位高度值与实测值之间的最大相对误差为4.08%,平均相对误差为2.02%,具有较高精度,能替代现有对人体具有致命伤害的γ射线,且可实现床内静电压和料位高度的双重监控。

    聚合物稀溶液的微观-宏观确定性模拟

    刘德峰;欧阳洁;张红平;赵智峰
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  582-589. 
    摘要 ( 703 )   PDF (1458KB) ( 533 )  
    相关文章 | 多维度评价

    采用确定性方法数值求解了聚合物稀溶液的微观-宏观模型,其中,宏观尺度上用有限体积法求解守恒方程,介观尺度上用谱方法求解Fokker-Planck方程和聚合物对偏应力张量的贡献,模拟了聚合物稀溶液FENE哑铃模型的平板Couette流动,给出了速度随时间变化的剖面图,分析了移动平板速度、哑铃的量纲1有限拉伸参数和Deborah数对流动的影响,同时也验证了有限体积法与谱方法结合求解聚合物微观-宏观模型的有效性。

    催化、动力学与反应器
    N,N,N’,N’-四甲基-N”-苯基胍的合成及其催化CO2法合成二甘醇双烯丙基碳酸酯
    安华良;赵新强;刘择收;贾春瑶;王延吉
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  590-596. 
    摘要 ( 671 )   PDF (1251KB) ( 253 )  
    相关文章 | 多维度评价

    采用三氯氧磷法合成了一种新型五取代有机胍 N,N,N′,N′-四甲基-N″-苯基胍(PhTMG),利用IR、1H NMR、ESI-MS等方法对其结构进行了表征。考察了PhTMG对以二甘醇(DEG)、氯丙烯(ACH)和CO2为原料合成二甘醇双烯丙基碳酸酯(ADC)反应的催化性能,ADC的最高收率为95.3%。采用GC-MS、XRD、IR等分析手段结合实验验证对ADC合成反应机理进行了研究,推测出该反应分4步进行:第1步,CO2、DEG和Na2CO3反应生成二甘醇单碳酸钠盐;第2步,二甘醇单碳酸钠盐和ACH反应生成二甘醇单烯丙基碳酸酯(DGAC);第3步,DGAC、CO2和Na2CO3反应生成二甘醇单烯丙基碳酸酯单碳酸钠盐;第4步,二甘醇单烯丙基碳酸酯单碳酸钠盐与ACH反应生成目的产物ADC。并推测了反应体系中的主要副反应。

    电化学反应器中Fenton试剂分解4-硝基酚动力学
    张晖;蒋明;费成志;张道斌
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  597-601. 
    摘要 ( 1050 )   PDF (1043KB) ( 415 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以4-硝基酚为处理对象,在电化学反应系统中考察了Fenton试剂投加量,亚铁离子与过氧化氢的摩尔比(Fe2+/H2O2) ,初始pH值和过氧化氢投加时间等因素对4-硝基酚分解速率的影响。电化学处理系统由圆筒型电解槽和贮槽组成,并分别视为平推流反应器(PFR)与全混式反应器(CSTR),由此建立相应的数学模型。通过模型可确定4-硝基酚分解的准一级反应速率常数。结果显示,当(Fe2+/H2O2)一定时,准一级反应速率常数随着Fenton试剂投加量的增加而增加;而Fenton试剂投加量一定时,过氧化氢的快速投加能提高准一级反应速率常数;对准一级反应速率常数存在最佳的(Fe2+/H2O2)比值或初始pH值。
    分离工程
    陶瓷膜通道相互作用的实验分析及CFD优化
    彭文博;漆虹;李卫星;邢卫红;徐南平
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  602-606. 
    摘要 ( 831 )   PDF (1008KB) ( 705 )  
    相关文章 | 多维度评价

    提出陶瓷膜过滤时,通道之间存在3种效应关系(壁厚效应、干扰效应、遮挡效应),并用实验进行了验证。对于多通道陶瓷膜构型的设计,要考虑3种效应。膜孔径小于200 nm的陶瓷膜,可以增大其通道的排布密度,通过提高装填密度可以提高单位体积的处理量;膜孔径大于500 nm的陶瓷膜,中间的通道对通量几乎没有贡献,提高装填密度意义不大。固定膜元件的外径,选取通道直径ac和壁厚aw,并设定两参数的比值为α,采用计算流体力学(CFD)软件进行模拟计算,获得了通量与处理量随孔径与α值的变化关系。

    大孔树脂吸附分离长春花中的文多灵、长春质碱和长春碱

    张琳;杨磊;牛卉颖;祖元刚
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  607-614. 
    摘要 ( 688 )   PDF (2306KB) ( 384 )  
    相关文章 | 多维度评价

    通过对11种国产大孔树脂对文多灵、长春质碱和长春碱的静态吸附容量和解吸率等指标的考察,筛选出AB-8大孔吸附树脂作为分离长春花生物碱的载体,其对文多灵、长春质碱和长春碱吸附量分别为365.8、254.2、24.8 mg·ml-1。利用大孔吸附树脂吸附分离长春花3种生物碱的过程为:长春花原料用稀硫酸溶液提取,提取液用氨水调节pH值为8,然后采用AB-8大孔吸附树脂柱吸附,用20%乙醇洗涤除去强极性成分,在30℃下用pH=4的50%乙醇解吸,得单吲哚生物碱文多灵和长春质碱,再用90%乙醇解吸,得双吲哚生物碱长春碱。单吲哚生物碱纯度可达50%以上,长春碱纯度达60%以上。

    反渗透、纳滤过程的物理化学研究(Ⅱ) 多孔荷电膜的溶质分离规律

    姬朝青
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  615-623. 
    摘要 ( 656 )   PDF (503KB) ( 418 )  
    相关文章 | 多维度评价

    在多孔膜溶质的脱除率方程和溶液渗透通量方程的基础上由溶液电中性条件导出了荷电膜的单价电解质、中性分子混合溶液体系离子的脱除率方程,中性分子的脱除率方程,溶液渗透体积通量方程和离子、中性分子的浓缩比表达式。由方程的函数性质讨论了荷电膜的单价电解质、中性分子混合溶液的溶质组分脱除率和溶液渗透体积通量随离子浓度、pH值的变化规律。预测了盐和中性分子的脱除率和溶液渗透体积通量随浓度变化曲线出现极大和极小值的现象,由此得出了下列结果:随pH值的增加,单价电解质溶液的阳离子、阴离子和氢离子的脱除率变化顺序为由 R M+ > R X- > R H+变化到R M+ =R X-> R H+再变化到R X->R M+> R H+,离子脱除率变化曲线将出现极大和极小值;有机酸的总脱除率表达式阐明了文献中的可电离有机分子与pH值的关系式中参数的物理意义,解释了该关系式的对氨基苯甲酸水溶液的脱除率随pH值变化的拟合曲线高于脱除率实验值的原因,解释了对氨基苯甲酸的甲醇溶液的溶质脱除规律;离子的浓缩比依赖于料液中离子组成和离子所对应盐的浓缩比。

    蜡状芽孢杆菌ZJB-07112酰胺酶的分离纯化及其酶学性质
    张俊伟;郑裕国;沈寅初
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  624-629. 
    摘要 ( 843 )   PDF (1271KB) ( 322 )  
    相关文章 | 多维度评价
    用一株蜡状芽孢杆菌新菌株ZJB-07112 (Bacillus cereus ZJB-07112)发酵生产酰胺酶,经超声波细胞破碎、High Q阴离子色谱、Phenyl-Sepharose疏水色谱等步骤获得了凝胶电泳均一的酰胺酶。用12.5% SDS-PAGE测得该酶的分子量约为60.6 kD。其N端氨基酸序列为ATIRPDDKAI。该酶水解反应的最适pH和最适温度分别为7.5和35 ℃。在pH 7.5条件下,该酶在50 ℃以上容易失活,60 ℃保温30 min后,仅保留10.8%的酶活。除了Hg+ 、Ag+等重金属离子和尿素外,其他金属离子和EDTA对该酶的活性影响不大。以丙烯酰胺为底物时,该酶的KmVmax值分别为2.64 mmol·L-1和0.6 μmol·min-1·ml-1

    杜檊氏菌B2的蓝色素成分的分离及化学结构解析

    王海胜;卢元;薛园;阮志勇;姜瑞波;邢新会;娄恺
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  630-635. 
    摘要 ( 730 )   PDF (747KB) ( 381 )  
    相关文章 | 多维度评价
    从杜檊氏B2菌体中提取蓝色色素,从中分离得到两中组分(Ⅰ、Ⅱ),经过高效液相色谱分离纯化,质谱以及核磁共振等分析,确定组分Ⅰ脱氧紫色杆菌素、组分Ⅱ为紫色杆菌素。本研究首次证明杜檊氏菌属也能合成紫色杆菌素。
    过程系统工程

    石化企业多分辨率物流模型的建模方法

    冯毅萍;荣冈;张奇然
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  636-645. 
    摘要 ( 640 )   PDF (1727KB) ( 259 )  
    相关文章 | 多维度评价

    基于石化企业综合自动化的需求,提出了多分辨率层次化物流模型建模框架和形式化描述方法,对物流模型的空间映射和时间推演作了统一数学描述,给出了多分辨率物流模型一致化检验的判据。然后以生产执行系统MES物流模型为例,具体介绍了石化多分辨率物流模型的建模方法、时空推演算法和模型验证策略,实际应用表明了多分辨率物流建模方法的有效性。

    换热网络旁路优化设计

    罗雄麟;孙琳;张俊峰
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  646-652. 
    摘要 ( 674 )   PDF (454KB) ( 317 )  
    相关文章 | 多维度评价

    提出了一种可以降低已有换热网络运行费用的旁路优化设计方法,使得网络控制自由度增大,运行费用明显降低。该优化设计方法将网络运行总费用作为目标函数,同时考虑结垢热阻对换热器换热效果的影响,经过多次优化计算确定旁路位置和开度,并根据现场具体情况选择合适的旁路开度下限,确定旁路数目,最终实现网络旁路优化设计。通过示例说明了本文所提方法的有效性和实用前景。

    表面与界面工程

    硝基甲烷在离子液体BMImP6中的电化学行为

    马淳安;王晓娟;李国华;李美超;陈松
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  653-658. 
    摘要 ( 650 )   PDF (456KB) ( 309 )  
    相关文章 | 多维度评价

    以铂微盘电极为工作电极,采用循环伏安等测试方法研究了硝基甲烷在离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMImPF6) 中的电化学行为,讨论了温度、扫描速度以及底物浓度等因素对其电化学行为的影响。结果表明,硝基甲烷在离子液体BMImPF6中的还原反应是受扩散控制的不可逆过程。估算了不同温度下硝基甲烷在离子液体BMImPF6中的扩散系数及其与温度的Arrhenius关系,其扩散活化能 E a为22.28 kJ·mol-1

    EIS法研究3种配套涂层体系的腐蚀电化学行为

    刘旭文;熊金平;曹京宜;左禹
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  659-664. 
    摘要 ( 737 )   PDF (467KB) ( 666 )  
    相关文章 | 多维度评价

    采用电化学阻抗谱(EIS)研究了由水性无机富锌底漆、环氧中间漆和氯化橡胶面漆3种涂料配套而成的3种不同涂层体系在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,考察了氯化橡胶面漆、水性无机富锌底漆/氯化橡胶面漆、水性无机富锌底漆/环氧中间漆/氯化橡胶面漆这3种涂层体系的阻抗谱在浸泡过程中的演化并据此比较了3种涂层体系的防护性能。结果表明,两涂层体系的防护性能比单涂层的还要差,三复合涂层体系的防护性能最好。根据涂层腐蚀电化学阻抗谱特征推测,中间漆在三复合涂层体系中起到了使底漆和面漆结合更加紧密的桥梁作用。

    聚天冬氨酸对铜缓蚀作用的光电化学研究

    朱律均;徐群杰;曹为民;万宗跃;印仁和;周国定;林昌健
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  665-669. 
    摘要 ( 801 )   PDF (523KB) ( 331 )  
    相关文章 | 多维度评价

    用光电化学方法研究了绿色水处理药剂聚天冬氨酸对铜的缓蚀作用,铜在硼酸-硼砂缓冲溶液(pH=9.2)中,表面的Cu2O膜显p-型光响应,添加适量缓蚀剂聚天冬氨酸(PASP)后,PASP吸附在铜电极表面成膜促使Cu2O膜增厚,体现在电位在负向扫描过程中Cu2O膜的p-型光电流增大。 p-型光电流越大,缓蚀性能越好。当PASP浓度为3 mg·L-1时,Cu2O膜的p-型光电流最大,缓蚀性能最好。 Cl-的存在会阻止PASP在铜电极表面的吸附,使Cu2O膜暴露而受侵蚀,导致了PASP的缓蚀性能变差。

    铬酸酐电化学合成中阳极液在钛基多元金属氧化物复合电极上的电化学研究

    李成未;齐涛;王福安;张懿;陈根生
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  670-672. 
    摘要 ( 832 )   PDF (362KB) ( 305 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对铬酸酐传统生产技术中存在问题,开发了电化学合成铬酸酐的绿色新技术. 本技术所用阳极液为重铬酸钠水溶液,阳极为自制钛基多元金属氧化物复合电极. 作为该技术系列基础研究的一部分,本文用循环伏安法研究了重铬酸钠水溶液在钛基复合电极上的电化学性能. 通过160个循环的电氧化反应,表明该电极具有很稳定的电化学性能. 实验测得不同温度、不同扫描速度v、不同浓度重铬酸钠溶液即重铬酸钠存在下水在电极上的氧化峰峰电流ip和峰电位Ep,建立了ipv1/2Ep~lnv方程,表明电极反应是主要受扩散控制的不可逆反应. 求得电极反应的动力学参数和反应活化能,初步讨论了温度的影响.
    能源和环境工程

    多孔介质中水合物生成与分解二维实验研究

    杜燕;何世辉;黄冲;冯自平
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  673-680. 
    摘要 ( 651 )   PDF (2376KB) ( 301 )  
    相关文章 | 多维度评价

    采用电容、压力、温度测试作为监测手段,自行研制了一套天然气水合物二维开采模拟系统,可用于水合物生成与分解过程中温度场、压力场、分布状态、分解前沿推进速度等动态特性的研究。水合物生成与分解实验表明,温度是影响水合物大量生成的主要因素;重复实验会加长生成时间,往往首次实验所耗总时间最短,说明水的记忆效应并不是对于所有实验系统存在的普遍现象;实验表现出来的特殊的压力变化曲线和规律还表明晶核形成对水合物晶体的生成并非绝对重要。理论分析和实验表明,电容法在测试单相水体相变过程中是有效的,水量是影响电容量变化的关键。在水合物生成过程中,随水合物饱和度的增加、水量的不断减少,电容量总体减小趋势明显。电容测试方法在水合物实验方面有一定的可行性,尤其对于研究多孔介质中水合物生成分解过程中各相的流动特性极有意义,但是要实现在水合物研究方面的有效利用还需要大量的切实的实验验证。

    甲烷水合物分解实验
    庞维新, 陈光进
    化工学报. 2008, 59(3):  681-686. 
    摘要 ( 749 )   PDF (1055KB) ( 268 )  
    相关文章 | 多维度评价

    在体积10 L的静态反应器中研究了水合物分解动力学,考察了储存温度和水合物量等因素对水合物分解的影响。实验结果表明,水合物在273.15 K以下时存在一种异常的自我保护效应,其在268.05 K时分解速度最慢;而水合物的储运压力与储罐中的水合物量有关,当储罐容积一定时,分解压力随着储罐中水合物量的增加而增加,但水合物的分解百分比随着水合物量的增加而减少;最后提出了在一定压力下储运水合物的方法。以期为水合物法固态储存气体技术的工业化应用提供实验数据和理论依据。

    入口气体组成对天然气重整工作温度的影响

    龚娟;苏庆泉;米万良;李志远;徐立昊
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  687-693. 
    摘要 ( 830 )   PDF (1417KB) ( 404 )  
    相关文章 | 多维度评价

    重整催化剂是影响重整制氢系统造价和寿命的重要因素。由于在所需重整温度下容易烧结积炭,廉价的Ni系催化剂在分布式中小型重整反应器中的应用受到了限制。为了使Ni系催化剂在不易发生烧结积炭的温度下工作,分析了在一定原料CH4空速和转化率下入口气体组成对重整工作温度的影响,并探讨了在原料气中导入循环气来改变重整入口气体组成的方法。结果表明:Ni系催化剂在导入一定组成和流量比的循环气与不导入循环气时相比,一定原料CH4空速和转化率下的重整工作温度大幅降低。据此,提出了一种用于燃料电池电站氢源系统的重整制氢工艺流程,其特征是将部分燃料电池阳极出口气作为循环气与原料气混合后导入重整反应器,使天然气重整工作温度大幅降低。

    一株高温解烃产黏菌的特性及其调剖驱油效果
    王君, 马挺, 李蔚, 刘静, 梁凤来, 刘如林
    化工学报. 2008, 59(3):  694-700. 
    摘要 ( 700 )   PDF (1221KB) ( 374 )  
    相关文章 | 多维度评价

    从油田地层水中分离出一株能在高温下降解烷烃并产胞外多糖的细菌 DM-1,初步鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp.)。该菌能在55℃高温缺氧条件下乳化并降解原油。在以原油为碳源的培养基中55℃培养5 d,经红外分光测油仪测定,对原油的降解率达到61.51%。 在高温和特定营养条件下,菌株DM-1可产生胞外多糖,经高压液相色谱分析,其组成糖为甘露糖(91.87%)、葡萄糖(7.95%)和半乳糖(0.18%)。对该菌产多糖的最适碳源和温度进行了优化,多糖产量可达1.7 g·L-1。同时进行了岩心调剖和驱油物理模拟实验,结果表明,利用该菌株产生的胞外多糖能够将岩心注入压力由0.01 MPa增加到0.40 MPa,渗透率从3.856 μm2降至 1.589 μm2,在驱油模拟实验中岩心后续水驱采收率为3.9%。利用环境扫描电镜观察了模拟岩心中该菌株的封堵效果。菌株DM-1在微生物采油中具有很好的应用前景。

    谷壳气化过程中颗粒物理化学结构的演化
    胡松, 付鹏, 向军, 孙路石, 张军营, 程晓青, 徐明厚
    化工学报. 2008, 59(3):  701-707. 
    摘要 ( 570 )   PDF (1668KB) ( 211 )  
    相关文章 | 多维度评价

    对生物质气化过程的研究通常着眼于对气相组分分析,而很少对颗粒相的演化进行探讨。本文通过氮气等温吸附/脱附法(-196℃)、压汞法(414 MPa)、真密度仪(He)等详细研究了在气化条件下谷壳的物理结构的演化,同时利用元素分析和傅里叶红外对颗粒化学结构进行分析。结果表明,在气化的不同阶段,颗粒内孔的结构发生改变。BET比表面积在反应开始时增加缓慢,当反应率达到0.6以后其增加速度明显加快。由压汞法测定得到的大孔(macropore)演化规律与微孔不太一致,在反应初期大孔所占比例较高,随气化进行,这一比例快速下降,但大孔的绝对数量还是在一直增加。通过比较真密度仪和压汞法测定的结果发现,颗粒真密度与视密度变化正好相反。元素分析结果表明,在气化过程中O、H、N、S的变化规律各不相同。而红外分析也表明随反应率增加,颗粒表面上的OH、CO、CH以及Ar—H等基团快速消失。

    酯化-酯交换两步法制备生物柴油的动力学

    马利;洪建兵;甘孟瑜;岳恩;潘登
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  708-712. 
    摘要 ( 651 )   PDF (831KB) ( 563 )  
    相关文章 | 多维度评价

    以潲水油(WCO)为原料,探讨了酯化-酯交换两步法制备生物柴油的反应动力学。以活性炭负载硫酸铁[Fe2(SO4)3/AC]为负载型催化剂,通过测定不同反应温度、不同甲醇/脂肪酸(FFA)摩尔比条件下WCO中游离脂肪酸的转化率,以此确定酯化反应的动力学控制步骤及动力学方程中的待定参数,从而建立了在实验温度范围内酯化反应的动力学方程,并根据碱催化酯交换反应机理,在简化的动力学模型基础上,推导出了WCO中甘油三酯(TG)与甲醇发生酯交换反应的宏观动力学方程。结果表明,酯化反应和酯交换反应的动力学方程在实验条件范围内都能较好地描述各自的反应过程。

    水冷壁气化炉紧急停车渣层热应力分析

    林伟宁;梁钦锋;徐赢;刘海峰;于广锁;于遵宏
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  713-720. 
    摘要 ( 692 )   PDF (2533KB) ( 374 )  
    相关文章 | 多维度评价

    基于实验室小型水冷壁气流床气化炉,研究了两种油渣浆气化后在炉内壁形成渣层的内部结构及组成。建立了气化炉水冷壁的三维传热和应力模型,对气化炉紧急停车时炉壁的热应力变化及其分布进行了模拟计算。计算结果表明:渣层中越靠近渣层表面,热应力的变化越大;靠近水冷管和渣钉处的渣层热应力变化相对较小;渣层表面温度变化相同时,孔隙率大的渣层产生的形变较大。

    稠油包水乳状液的表观黏度

    蒋小华;王玮;宫敬
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  721-727. 
    摘要 ( 878 )   PDF (1191KB) ( 335 )  
    相关文章 | 多维度评价

    以渤海SZ36-1稠油、矿化水为工质配制了2组不同液滴直径的W/O型乳状液,研究了温度、含水率、剪切率和液滴直径对乳状液黏度的影响。结果表明,温度对乳状液表观黏度的影响非常明显,而对相对黏度的影响却较小;同时含水率、剪切率和液滴直径也是影响乳状液黏度的重要因素,低含水率下,剪切率、液滴直径对黏度的影响不明显,而当含水率较高时,剪切率、液滴直径的影响非常突出,乳状液呈现出强烈的剪切稀释特性。利用国内外现有的一些黏度模型对实验获得的黏度数据进行了预测分析,发现Brinkman(1952)模型具有较好的预测精度。

    以煤焦混合物为燃料的循环流化床锅炉SO2排放特性
    段伦博, 陈晓平, 梁财, 李英杰, 李庆钊, 赵长遂
    化工学报. 2008, 59(3):  728-734. 
    摘要 ( 948 )   PDF (647KB) ( 285 )  
    相关文章 | 多维度评价

    在工业运行的410 t·h-1循环流化床锅炉上进行烟煤、70%烟煤+30%石油焦和50%无烟煤+50%石油焦的燃烧试验,研究了运行参数对SO2排放特性的影响。结果表明,3种燃料均能达到良好的燃烧效果,炉内温度场分布均匀。在相同燃烧条件下,不同燃料SO2排放量与其中的含硫量呈正相关关系。SO2排放量随温度的升高先减小后增大,存在最佳脱硫温度;随钙硫比的增大而减小;随过量空气系数的增大而减小;随飞灰再循环量的增大而减小。对于不同种类的石灰石,大比表面积和高比孔容积的石灰石对SO2有较好的脱除效果。考察了燃用不同燃料的最佳温度、钙硫比和过量空气系数,阐述了飞灰再循环和石灰石微观结构在循环流化床锅炉脱硫中的机理和作用,以期对循环流化床的设计和运行工作提供指导。

    超临界水中氨基乙酸的气化产氢特性
    徐东海;王树众;张钦明;陈崇明;李赟;郑路
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  735-742. 
    摘要 ( 632 )   PDF (657KB) ( 148 )  
    相关文章 | 多维度评价

    鉴于湿生物质如食品加工工业残余物和城市污泥中含有大量蛋白质的情况,以氨基乙酸作为蛋白质的模型化合物进行超临界水气化实验,研究了反应温度和反应时间耦合条件下Na2CO3的催化特性以及氨基乙酸气化产物特性。结果表明:添加Na2CO3会增大氨基乙酸的气化效率、氢气的体积分数和产率以及反应后液体化学需氧量(COD)的去除率,且添加质量分数为0.1%时的催化效果优于0.2%;Na2CO3主要是对H2产率产生影响,其催化机理与已有碱性化合物的催化机理不同,可能是通过促进氨基乙酸的水解产物(甲酸)的脱羧反应来提高H2的产率;氨基乙酸气化效率可达99.4%,生成物包括H2、CO2、N2、CH4和C2~C3气体,其中H2的体积分数可超过50%,产率可达1.8 L·g-1,且超过一半的份额来源于水,反应后液体清澈透明,COD和pH值指标均可以达到《生活杂用水水质标准》,可以进行回收利用。

    近-超临界水中Ni/ZrO2催化气化聚乙二醇水溶液的产氢特性

    吴君章;晏波;何凤媚;谢成;吴超飞;韦朝海
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  743-750. 
    摘要 ( 731 )   PDF (2702KB) ( 270 )  
    相关文章 | 多维度评价

    在连续流超临界水反应器中,以Ni/ZrO2为催化剂,以聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)水溶液作为研究对象,考察了近-超临界状态下的有机质气化产氢特性。实验结果显示,PEG的气化产物主要成分为H2、CO、CH4和CO2;其中,当加入90 g 15% Ni/ZrO2时,在430℃、压力24 MPa、停留时间300 s的条件下,可以生成70.14 mmol H2·(g PEG)-1,为不加入催化剂时的5.1倍,为加入90 g ZrO2时的2.6倍,相应的TOC去除率、碳气化率和氢气化率分别达到88.84%、88.50%和169.40%;增大活性组分Ni的质量分数可以提高气化效果,在410℃、压力24 MPa、停留时间180 s的条件下,Ni质量分数从5%提高到15%时,TOC去除率、碳气化率和氢气化率分别从45.31%、44.55%和78.25%提高到58.66%、58.16%和112.49%;反应温度的上升和停留时间的延长对气化效果有正影响,明显提高H2的摩尔产率;PEG浓度的上升可抑制水气转换反应并促进甲烷化反应的进行而导致其气化效率下降,其中,H2产量急剧下降,CO2产量先上升后下降,而CH4产量随PEG浓度上升而上升。研究结果证明了所研制的Ni/ZrO2催化剂在近-超临界水中对PEG的催化气化特别是产H2表现出高活性,在达到相同反应效率前提条件下使反应温度降低约80℃。

    垃圾填埋气体抽排影响半径的预测
    刘磊;梁冰;薛强;赵颖;王永波
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  751-755. 
    摘要 ( 708 )   PDF (404KB) ( 412 )  
    相关文章 | 多维度评价

    垃圾填埋气体迁移是对流和扩散效应共同作用的结果。以多孔介质渗流力学和溶质运移理论为基础,结合垃圾填埋气体(LFG)产气特征, 推导了二维极坐标下LFG迁移控制方程, 给出了LFG影响半径的计算模型, 实现了对气井影响关径 R i的预测及模型参数的灵敏度分析。结果表明,垃圾土渗透率的增大使气体流量增多, 进而扩大了LFG R i; 扩散效应所引起的气体流量在径向分布相差较大, 是导致不同扩散系数条件下 R i 变化的主要原因。扩散系数越大使外部与井口流量比值越小, 导致LFG R i越小;LFG R i随易降解有机物比例的降低而扩大, 但增幅较小。在填埋高度≤ 10 m的情况下, 有机物组分含量对LFG R i 的影响并不明显。 R i技术指标的确定可为垃圾填埋场气井设计及LFG资源化开发利用及评价提供技术参数。

    高压含气原油凝点测量新方法

    孙仁远;耿宏章;孙志峰
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  756-760. 
    摘要 ( 803 )   PDF (397KB) ( 402 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对常规测量方法只能测量常压下脱气原油凝点的不足,提出了落球法测量高压含气原油凝点的新方法,分析了测量的原理,设计了一套高压含气原油凝点测量装置,比较了该装置和常规方法对常压脱气原油的测量结果,测量了不同溶解气油比、不同压力下含气原油的凝点,分析了压力和溶解气对原油凝点的影响。结果表明,对于常压脱气原油,该装置的测量结果与常规方法吻合。压力对原油的凝点有一定的影响,随压力的升高凝点上升,在本试验条件下,压力每上升2MPa,凝点上升0.7℃;溶解气油比对原油的凝点有影响,含气原油的凝点低于脱气原油的凝点,对所研究的油样来说,溶解气油比每增加10m3·m-3,凝点大约降低1℃。本研究结果可为高含蜡油田的生产管理和油气集输设计提供依据。
    材料化学工程与纳米技术

    梳状支链水性聚氨酯/蒙脱土复合材料结构与性能

    陈勇军;刘芳;邓湘华;贾德民;罗远芳
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  761-765. 
    摘要 ( 628 )   PDF (598KB) ( 272 )  
    相关文章 | 多维度评价

    以自制的新型梳状支链聚合物二醇和蒙脱土为原料,采用原位插层聚合技术制备了梳状支链结构水性聚氨酯/蒙脱土(CWPU/MMT)复合材料,着重考察了蒙脱土对CWPU/MMT复合材料力学性能、耐热性能和耐水性能的影响。结果表明,在CWPU/MMT复合材料中,Na+ -MMT以团聚体存在于CWPU中,分散不均匀,观察不到Na+ -MMT的插层结构,对材料的力学性能和耐热性没有明显的影响,反而显著降低了材料的耐水性;2T-MMT和C18-MMT在CWPU中分散均匀,可同时观察到OMMT的插层结构和OMMT的剥离片层,能明显提高材料的力学性能、耐热性和耐水性,其中以2T-MMT对CWPU力学性能、耐热性和耐水性的提高最为显著。

    聚合物中纳米粒子气泡膨胀分散方法

    陈芳;赵学增;王伟杰
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  766-772. 
    摘要 ( 618 )   PDF (1055KB) ( 496 )  
    相关文章 | 多维度评价

    提出了一种聚合物中纳米粒子气泡膨胀分散方法,并应用该方法制备了环氧树脂/SiO2纳米复合材料。该方法将纳米粒子团聚体和压缩气体一同注射到聚合物熔体(溶液)中,形成内含纳米粒子的微气泡,并利用气泡急速膨胀时引起的高速拉伸作用实现纳米粒子在聚合物中的均匀分散。在对分散机理进行分析的基础上,通过数值仿真计算对其分散能力进行了分析。对气泡膨胀分散法制备的环氧树脂/SiO2纳米复合材料进行了透射电镜(TEM)分析和DSC分析,结果表明,样品中SiO2粒子粒径在15~30 nm之间,其玻璃化温度比高速搅拌法制备的对比样品高18℃。

    聚乳酸/丝素共混膜的制备及其性能
    陈建勇, 张加忠, 冯新星, 朱海霖, 郑桂芬, 王永军
    化工学报. 2008, 59(3):  773-777. 
    摘要 ( 895 )   PDF (1757KB) ( 313 )  
    相关文章 | 多维度评价

    用分子量为10万的聚乳酸(PLLA)对丝素膜进行改性,研究不同的聚乳酸加入量对丝素膜性能的影响,对聚乳酸/丝素共混膜进行了一系列表征。万能电子试验机的测试结果表明,经聚乳酸改性后,丝素膜的断裂强度,断裂伸长率有了较大的改善,当加入聚乳酸占丝素质量为5%时,丝素膜的强度可达到27.1 MPa,伸长率达4.4%; 改性后的丝素膜的亲水性有一定程度降低,溶失率则明显减小,透汽透湿性也有所提高;红外光谱测试表明,改性后的丝素膜含有较多的β构象成分。

    雾化状态对控释肥料膜结构和性能的影响
    杨相东;曹一平;江荣风;张福锁;胡树文;郭秉新
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  778-784. 
    摘要 ( 833 )   PDF (1649KB) ( 667 )  
    相关文章 | 多维度评价

    利用喷雾相转化法将聚乙烯和石蜡溶于四氯乙烯的溶液喷射到处于流化状态的大颗粒尿素上,制备控制肥料养分释放的控释膜,系统地研究了喷雾-相转化-成膜过程中雾化状态对控释肥料膜结构和养分释放性能的影响。结果表明,随着雾粒粒径由43 μm增加到120 μm,膜的平均孔径由25.1 nm增大到149.2 nm,包膜尿素释放期从360 d递减到96 d;说明了雾化状态可影响相转化过程中的成膜结构和性能,膜的微孔结构可影响控释尿素的养分释放速率,即雾粒大小对膜结构和控释性能有十分重要的影响。为了获得达标的控释肥,必须将雾化颗粒控制在40~120 μm的范围内,将膜的平均孔径控制在50~150 nm范围内,才能获得预期的控释性能。

    致孔法制备新型CMCTS-g-PAA大孔高吸水树脂

    陈煜;刘云飞;唐焕林;颜荣华;谭惠民
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  785-790. 
    摘要 ( 606 )   PDF (1525KB) ( 508 )  
    相关文章 | 多维度评价
    在过硫酸铵的引发下,使丙烯酸在羧甲基壳聚糖的分子链上接枝聚合,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,并加入NaHCO3为致孔剂,制得具有大孔结构的羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸(CMCTS-g-PAA)高吸水性树脂。采用Voigt模型成功地对树脂的溶胀动力学进行了模拟,并确定了模型中的各参数在高吸水树脂溶胀过程中的意义。通过溶胀动力学及SEM的表征,研究讨论了致孔剂的加入量,致孔剂加入时间与聚合物的凝胶过程的配合等因素对所合成树脂的表面形貌和吸水速率的影响。
    现代化工技术

    超临界二氧化碳萃取藿香梗和藿香叶浸膏

    刘玉平;孙宝国;石华治;郑福平
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  791-795. 
    摘要 ( 755 )   PDF (385KB) ( 351 )  
    相关文章 | 多维度评价
    藿香不仅是一种中草药,还是一种天然香料植物,可从中提取藿香浸膏和藿香油,用来调配香精,用于日用品和食品的加香。本文通过单因素试验和正交试验,对超临界二氧化碳提取藿香梗和藿香叶浸膏的提取工艺条件进行了优化。超临界二氧化碳萃取藿香梗浸膏的最佳工艺条件是萃取压力15 MPa、萃取温度42 ℃、CO2流量37 L•h-1、萃取时间3.5 h,产率为1.28%;超临界二氧化碳萃取藿香叶浸膏的最佳工艺条件是萃取压力18 MPa、萃取温度39 ℃、CO2流量37 L•h-1、萃取时间3.5 h,产率为2.53%。
    其他

    圆柱形薄壁储罐对爆炸冲击波动力学响应的模拟分析

    潘旭海;徐进;蒋军成
    CIESC Journal. 2008, 59(3):  796-801. 
    摘要 ( 640 )   PDF (1149KB) ( 611 )  
    相关文章 | 多维度评价

    针对圆柱形薄壁储罐在爆炸冲击波载荷作用下的动力学响应进行了模拟分析。采用LS-DYNA软件模拟计算了50 m3液化石油气储罐爆炸后冲击波云图以及空间点冲击波超压随时间的变化关系,并将计算结果加载到圆柱形薄壁储罐上。模拟计算结果表明,对于距离爆炸中心50 m处的圆柱形薄壁储罐,面向冲击载荷的底面在冲击波超压峰值还没有来临时就已经屈服,而背向冲击载荷的顶面在0.112 ms时,等效应力达到屈服界限。而迎向冲击面的顶端结构在峰值载荷冲击后不久出现屈曲,结构在峰值位移10 mm时出现部分卸载,变得不再稳定。因此,当罐区发生爆炸时,圆柱形薄壁储罐极有可能出现结构强度失效和结构失稳,会在冲击波的作用下失效,是不可靠的。