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2007年 第58卷 第1期 刊出日期:2007-01-05
    综述与专论
    温室气体CO2矿物碳酸化固定研究进展
    包炜军;李会泉;张懿
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  1-9. 
    摘要 ( 640 )   PDF (987KB) ( 411 )  
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    将温室气体CO2以碳酸盐(如CaCO3、MgCO3)的固体形式永久储存起来,即CO2矿物碳酸化固定,是减少大气中CO2含量,解除温室效应的一种全新方法。从温室气体CO2矿物碳酸化固定所需的原料、化学及热力学、反应动力学机理等方面,分析了此种方法的特点,同时评述了CO2矿物碳酸化固定的6种典型工艺路线,以及国外有关温室气体CO2矿物碳酸化固定的研究热点。最后指出以工业固体废弃物为原料的间接工艺路线是温室气体CO2矿物碳酸化固定的具有较好应用前景的技术途径。
    传递现象
    基于Simha-Somcynsky状态方程的高分子-溶剂体系扩散系数模型
    吕宏凌;王保国;杨基础
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  10-14. 
    摘要 ( 605 )   PDF (675KB) ( 260 )  
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    将Simha-Somcynsky状态方程引入到Vrentas-Duda扩散系数模型,建立基于状态方程的溶剂在高分子中扩散系数模型。与原模型相比,改进的模型避免进行高分子的黏弹性实验测定,模型中高分子的相关参数仅由状态方程的特征温度和特征体积确定,提高了模型的预测能力。对苯、甲苯、乙苯、氯仿在聚苯乙烯、聚异丁烯和聚醋酸乙烯酯中的扩散系数计算结果表明,改进模型的预测值与实验值吻合较好。
    圆管聚合物热流中黏性耗散分析的无网格模拟
    张小华;欧阳洁;张林
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  15-20. 
    摘要 ( 598 )   PDF (911KB) ( 451 )  
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    以与温度相关的指数定律作为本构方程,应用无网格方法模拟了外表面为恒温时的圆管内具有黏性耗散的聚合物流动热传导问题,给出了离入口不同位置处的温度分布。计算结果表明:根据黏性耗散模型计算的温度比无黏性耗散模型高出64℃,从而说明了黏性耗散在聚合物流动热传导问题中具有举足轻重的作用。并且, 无论是无黏性耗散模型,还是黏性耗散模型,其极限温度与壁面温度有很大的关系,但与入口温度无关。
    旋流片支撑管束的传热与流阻性能
    王杨君;邓先和;李志武;洪蒙纳
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  21-26. 
    摘要 ( 704 )   PDF (499KB) ( 606 )  
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    提出旋流网板管壳式换热器,并对空气纵向流过旋流片支撑光滑传热管束的传热与流阻性能进行了实验研究。另外比较了270-38.1、180-38.1、270-20.3、180-20.3 四种旋流片和空心环的强化传热性能。实验结果表明,270-20.3和180-20.3旋流片支撑光滑管束的强化传热评价因子η比空心环支撑的高出7%,而270-38.1、180-38.1、空心环的评价因子η相差不大。除了起到支撑管束作用外,270-20.3和180-20.3旋流片还具有良好的强化传热效果。实验结果可为对管壳式换热器的研究设计提供参考。
    水力空化强度与空化自由基产量的关系
    张晓冬;杨会中;李志义
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  27-32. 
    摘要 ( 637 )   PDF (537KB) ( 523 )  
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    利用空化释放出的能量对过程进行强化是能量利用的新途径。定量分析空化引发·OH产量与空化强度的关系,对研究空化对过程的强化效应有着十分重要的意义。以亚甲基蓝作为羟自由基捕捉剂,利用紫外-可见分光光度法,间接测定了水力空化产生的·OH产量。分析了管路上游压力、液体温度、空化作用时间等宏观参数对自由基产量的影响,以及自由基产量与空化强度的关系,寻求出有利于空化发生以及提高空化作用强度的适宜操作条件。
    低温手术过程组织瞬态热应力有限元分析
    赵刚;刘志峰
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  33-39. 
    摘要 ( 622 )   PDF (1836KB) ( 317 )  
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    通过有限元分析,给出使用同时具有冷冻和加热能力的两种新型冷刀进行低温手术过程中组织瞬态应力场,考察“低温手术-热疗结合型冷刀”与“Endocare型氩氦冷刀”两种新型冷刀的共性和差别,从热应力角度揭示冷刀的杀伤半径。充分考虑组织物性和内热源的非线性,使用基于有限容积法的大型商业有限元软件Ansys双向耦合求解经典生物传热方程与应力方程。结果表明:(1)组织内水的相变导致的体积膨胀是热应力引发的主要因素,而温度梯度则是产生热应力的次要因素;(2)两种冷刀在低温手术过程中均会导致相变区域内出现应力集中;(3)低温手术-热疗结合型冷刀由于可提供更大的冻结区域,使其经历高应力,从而具有更大杀伤半径;(4)低温手术过程中,组织会发生明显的热应变。
    传输过程最优构形特征及其证明
    张晓晖
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  40-43. 
    摘要 ( 590 )   PDF (326KB) ( 192 )  
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    在已有热机构形优化特性以及类热机装置的构形优化特性分析基础上,将类热机模型推广到一般的传输过程模型,通过变分法导出了一般传输过程的构形优化准则,证明了对于线性传输模型,在有限尺寸约束条件下,传输过程(或装置)熵产最小时,传递系数等分是其基本特征,并初步验证了本文提出的构形优化特征。
    多相流
    提升管与下行床颗粒团聚行为的离散颗粒模拟
    赵永志;程易;金涌
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  44-53. 
    摘要 ( 676 )   PDF (7613KB) ( 362 )  
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    从微观机理出发,采用计算流体力学和离散单元方法(CFD-DEM)结合的模型对二维提升管和下行床气固流动体系进行了数值模拟。模拟选用了粒径为520 μm、密度为2620 kg·m-3的球形颗粒和周期性边界条件,展示了气固并流逆重力场和顺重力场运动的颗粒聚团瞬态图像,定性或半定量地揭示了两个不同体系的颗粒微观聚集行为。提升管中颗粒聚团较为严重,且表现明显的颗粒返混现象;下行床中的颗粒聚团比较松散,且具有与宏观流动相同的流速方向,几乎无颗粒返混。通过统计分析获得宏观时均流体力学行为,包括两相的相分布和速度分布,并与文献报道的实验现象进行定性的比较。
    微机电系统中的矩形通道内微气泡控制生长
    董涛;杨朝初;毕勤成;张玉龙;谷丹丹;张春权
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  54-60. 
    摘要 ( 637 )   PDF (1911KB) ( 255 )  
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    采用微机电系统(MEMS)硅加工工艺,设计、加工出了6种不同规格的实验用微气泡控制生长MEMS器件;构建了MEMS器件中微气泡控制生长实验系统并完成了实验,讨论了热负荷、微加热元宽度、微通道截面参数、工质流速及物性参数等对微气泡生长的影响。结果表明:同等实验条件下,加热电压幅值越高,微气泡生长速率越快;加热脉冲宽度仅对微气泡形成后的进一步生长有影响;加热条件相同的前提下,微加热元宽度越大,气泡成核所需的时间越短、微气泡生长速率越快;微通道宽度一定且高宽比大于1的条件下,高宽比越小,后期微气泡生长速率越慢;微流体的流速越高,微气泡生长始点越晚、生长速率也越低。相同实验条件下,R113、FC-72、去离子水三者中,R113中微气泡生长始点最靠前、生长速率最快,去离子水中微气泡生长最靠后、生长速率最慢。
    基于ECT和蚂蚁算法的油气两相流空隙率在线测量
    李强伟;黄志尧;王保良;李海青
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  61-66. 
    摘要 ( 656 )   PDF (521KB) ( 331 )  
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    基于电容层析成像系统(ECT)和蚂蚁算法,提出了一种油气两相流空隙率在线测量的新方法。该方法利用电容层析成像系统12电极电容传感器所获取的66个测量电容信息,首先根据电容层析成像系统所获取的流型辨识结果确定对应流型下的实际空隙率测量模型参数f和b,然后利用蚂蚁算法的信息素信息,找到当前测量状态下对空隙率起主要作用的组合电容集合和相应的权重系数,从而实现空隙率测量。与流型相对应的空隙率测量线性模型参数f和b基于先验数据通过最小二乘方法确定。油气两相流的实验结果表明,该方法对空隙率的在线测量是有效的,避免了复杂的图像重建计算,实时性能佳,测量时间小于0.08 s。在几种典型流型下,提出的空隙率测量方法与常用的快关阀方法相比最大测量偏差小于5.5%。
    基于静电传感器空间滤波效应的颗粒速度测量
    许传龙;汤光华;黄键;杨道业;周宾;王式民
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  67-74. 
    摘要 ( 539 )   PDF (639KB) ( 601 )  
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    颗粒的流动速度是反应气固两相流流动状况的一个重要参数。介绍了静电传感器的空间滤波特性,推导了颗粒流动速度与静电传感器输出信号频率特性之间的关系。在此基础上,提出了一种基于静电传感器空间滤波效应的颗粒平均速度测量方法,并分析了静电传感器结构参数、颗粒截面分布、颗粒速度分布、颗粒尺寸、材料种类以及频率分辨率等因素对颗粒平均速度测量精度的影响。在重力输送颗粒流实验装置上进行了初步的实验研究。理论和实验结果均证明了静电传感器空间滤波颗粒平均速度测量方法的有效性。
    磁流化床磁稳流化区域的确定及影响因素
    王迎慧;归柯庭;施明恒
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  75-79. 
    摘要 ( 786 )   PDF (461KB) ( 267 )  
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    通过对磁流化床中四种铁磁颗粒(其平均粒径dp范围为231~512mm)流化特性的实验研究,得出磁流化床的磁稳流化区域与磁场强度、颗粒粒径之间的变化关系。在此基础上,运用量纲分析法,得到磁稳流化区域与磁重势能比Er、阿基米德数Ar、雷诺数Re等无量纲数之间的关系,并回归得出确定磁稳流化区域的实验关联式。同时,对实验关联式进行了显著性检验,结果表明,Er对磁稳区域的大小影响最为显著,Ar次之,Re则最不显著。
    催化、动力学与反应器
    含双金属的超稳Y沸石负载SO2-4/ZrO2强酸性催化剂上正庚烷临氢异构化
    魏瑞平;王军;顾焰波
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  80-85. 
    摘要 ( 805 )   PDF (446KB) ( 379 )  
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    用超稳Y沸石(USY)负载SO2-4/ZrO2固体超强酸,并以此为载体制备含Pt双金属催化剂,用XRD和H2-TPR表征了催化剂的物化性质,并在常压固定床反应器上考察催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能。结果表明, USY负载了SO2-4/ZrO2和双金属以后仍能保持沸石原有结构;贵金属Pt、金属助剂以及ZrO2等在USY载体上能够高度分散。在含Pt的催化剂中掺杂了Cr或Al金属助剂以后,正庚烷异构化产物选择性有了明显的提高,且具有更好的稳定性和低温活性;在USY负载SO2-4/ZrO2和0.4%Pt的催化剂上,正庚烷的转化率为42.1%时,异构化产物的选择性只有69.6%,而在掺杂了与Pt摩尔比为5∶1的Cr或Al后,正庚烷的转化率分别为44.3%和42.1%时,异构化产物的选择性分别可提高到88.9%和89.5%。
    加氢渣油催化裂化14集总动力学模型的建立
    王建平;许先焜;翁惠新;方向晨;胡长禄;韩照明
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  86-94. 
    摘要 ( 840 )   PDF (510KB) ( 329 )  
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    以加工加氢渣油的茂名石化3#重油催化裂化装置(RFCC)的工业数据为基础,针对加氢渣油的特点,提出了以渣油4组分作为划分原料集总的催化裂化14集总动力学模型,通过分步求解法求取动力学参数,并应用工业实测数据进行验证,验证结果表明该模型不仅能较好地预测催化裂化产品分布,而且还能较准确预测主要产品性质,较好地反映了加氢渣油催化裂化反应规律,可为工业装置操作的优化提供指导。
    氨合成铁、钌催化剂联用工艺
    王榕;林建新;俞秀金;倪军;魏可镁
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  95-101. 
    摘要 ( 713 )   PDF (485KB) ( 309 )  
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    在实验室和工业侧线装置上考察了FA-Ru型氨合成钌催化剂与铁系A202型催化剂的性能差异,以及铁催化剂和钌催化剂联用工艺与单铁催化剂工艺对氨合成效果的影响。结果表明,FA-Ru催化剂在低温(375~425℃)、低压(10~15 MPa)、低氢氮比(R=1.5~2.3)和合成气高氨浓度(10%~16 %,体积分数)条件下,活性比A202催化剂相对提高44%~75%。铁催化剂与钌催化剂混装工艺的氨合成率随着钌催化剂装量的增加而增加,比单铁催化剂的氨合成率提高24.5%~44.8%。铁催化剂串钌催化剂工艺的氨合成率同样随着钌催化剂装量的增加而增加,比单铁催化剂的氨合成率提高27.7%~58.8%。对于铁、钌催化剂联用的氨合成工艺,在实验条件下,当钌催化剂用量达铁催化剂用量1/2以上时,催化剂的最高活性点温度降至400℃。工业侧线实验表明,FA-Ru催化剂在13.0 MPa、10000~15000 h-1条件下的氨合成率可达到铁催化剂在相同空速、26 MPa 压力下的水平。根据不同工况,铁催化剂串钌催化剂生产工艺比单铁催化剂生产工艺氨合成率可相对提高43%~56%。
    流化床与固定床中甲烷裂解制氢过程的比较
    刘少文;李永丹
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  102-107. 
    摘要 ( 835 )   PDF (1218KB) ( 501 )  
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    本文对流化床与固定床操作模式下的甲烷催化裂解制氢进行了比较研究。以纯甲烷为原料,分别考察了75Ni10Cu15Al和2Co1Al(原子比)催化剂上流化床与固定床操作模式下甲烷裂解制氢反应,结果表明流化床中的甲烷裂解反应速率较高。流化床操作的高表观速率主要是因为此模式下有效消除了外扩散,同时极大减少了内扩散阻力。同时不同温度下催化剂上生长的碳的TEM表征发现,金属颗粒尺寸随反应温度增加而增加,表明催化剂烧结是失活原因之一。但相同温度下固定床中催化剂金属颗粒尺寸明显大于流化床中的金属颗粒尺寸,且金属颗粒尺寸分布变宽,这说明流化床反应器有利于阻止金属颗粒的烧结。通过对甲烷裂解催化剂失活原因的分析发现流化床中催化剂颗粒的流态化有利于延长催化剂活性寿命。
    3,7-二异辛基吩噻嗪在润滑油中的抗氧化性能
    王辉;吴祖望;李春诚;吴福丽;孙捷
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  108-113. 
    摘要 ( 925 )   PDF (786KB) ( 675 )  
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    采用旋转氧弹(RPVOT)、压力差示扫描量热仪(PDSC)和润滑油老化特性等试验方法对比了3,7-二异辛基吩噻嗪和4,4’-二异辛基二苯胺在溶剂精制基础油、加氢基础油和聚α烯烃(PAO)中的抗氧化性能,并考察了二者的复配效应,结果表明3,7-二异辛基吩噻嗪延长氧化诱导期和抑制酸值增长的能力优于其母体4,4’-二异辛基二苯胺,二者复配具有明显的协同效应,同时发现基础油的组成对抗氧剂的作用有较大的影响。
    分离工程
    牛血清白蛋白为分离剂超滤拆分色氨酸的机理和模型(Ⅰ)
    陈扬;吕阳成;亓晅;骆广生
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  114-118. 
    摘要 ( 649 )   PDF (1226KB) ( 293 )  
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    以牛血清白蛋白(BSA)作为手性选择剂,利用膜超滤法拆分色氨酸(Trp)可以达到良好的手性分离效果。系统地研究了溶液pH值、温度、色氨酸和BSA的初始浓度、超滤压力等因素对分离效果的影响,指出除pH值外,温度对分离效果同样具有显著的影响。并依据pH值和温度对BSA空间结构和色氨酸带电性质的影响规律,定性分析了BSA拆分色氨酸对映体的机理。pH值主要通过影响BSA的空间构象和色氨酸的带电性质影响分离效果,温度则主要通过影响BSA的空间结构影响分离效果。
    牛血清白蛋白为分离剂超滤拆分色氨酸的机理和模型(Ⅱ)
    亓晅;吕阳成;陈扬;骆广生
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  119-124. 
    摘要 ( 651 )   PDF (999KB) ( 193 )  
    相关文章 | 多维度评价
    为了准确地预测以牛血清白蛋白(BSA)为手性分离剂的色氨酸(Trp)超滤分离效果,在以单一对映体进行大量实验得到相互作用参数的基础上,对BSA与色氨酸对映体3种不同的结合模型进行了检验和对比。结果表明:在7< pH <12的范围内,BSA与色氨酸的结合机理模型为单位点竞争模型。此模型可以对渗透液中D-色氨酸的浓度和分离系数进行较准确的预测。通过对实验数据进行拟合,给出了计算相互作用参数的计算公式。
    D-色氨酸印迹中空纤维复合膜制备及其性能
    杨座国;许振良;陈桂娥;谢以璋
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  125-129. 
    摘要 ( 614 )   PDF (592KB) ( 260 )  
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    以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,采用表面紫外光聚合方法制备了D-色氨酸印迹中空纤维复合膜(CMIHFCM)。由SEM分析表明经过表面聚合后的D-色氨酸印迹中空纤维复合膜表面具有层叠交联状复合层,其厚度约3 μm。实验结果表明D-色氨酸印迹中空纤维复合膜对模板分子D-色氨酸具有很好的识别作用,D,L-色氨酸的分离因子(α)最高可以达到5.0,大于非分子印迹复合膜的识别选择性。此外,引发剂的用量对D-色氨酸印迹中空纤维复合膜的识别性能有较大影响;当引发剂的浓度为1.0%,制得的D-色氨酸印迹中空纤维复合膜对D-色氨酸具有较好的识别性能,具有良好的应用前景。
    水蒸气在中空纤维复合膜中渗透的微分阻力模型
    赵素英;孙艳慧;王良恩
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  130-135. 
    摘要 ( 581 )   PDF (453KB) ( 556 )  
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    建立了水蒸气在中空纤维复合膜中渗透的微分阻力模型,用实验验证了模型的可靠性。采用该模型估算出中空纤维膜的结构参数,研究了水蒸气在各层膜中的阻力,并以H2O/C2H2系统为例,考察了膜的结构参数对H2O/C2H2选择性的影响。
    纤维素酶对豆粕异黄酮提取的影响
    陈庆庆;夏黎明
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  136-140. 
    摘要 ( 952 )   PDF (434KB) ( 362 )  
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    在常规的醇提工艺前用不同微生物来源的纤维素酶对豆粕进行预处理,研究结果发现:细菌纤维素酶能使异黄酮的提取率提高1.4倍,产物以糖苷型异黄酮为主,与直接醇提得到的产物组成相类似;来自黑曲霉的纤维素酶对大豆异黄酮的提取率没有影响,但能将糖苷型异黄酮转化为苷元型异黄酮;里氏木霉纤维素酶能使醇提液中大豆异黄酮的提取率提高1.6倍,并能把以糖苷型为主的异黄酮转化为具有更高生理活性的苷元型异黄酮。里氏木霉纤维素酶的最适用量为15 FPIU·(g豆粕)-1,酶作用时间为36 h。采用弱极性的大孔树脂精制苷元型异黄酮,效果较好。
    N-甲基乙酰胺用于萃取精馏乙酸脱水过程机理
    李新利;唐聪明;管国锋
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  141-144. 
    摘要 ( 701 )   PDF (482KB) ( 224 )  
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    以N-甲基乙酰胺(NMA)作溶剂,用理论计算方法对萃取精馏醋酸脱水过程的作用机理进行研究。NMA与水\醋酸之间都有氢键形成,经计算得到NMA-醋酸复合物的稳定化能在-32.4~-44.3kJ/mol之间,且平面构型的NMA-醋酸复合物稳定能较高,而NMA与单分子水的稳定化能仅为-16.0kJ/mol。这说明NMA对醋酸具有选择性结合能力,使得醋酸不易挥发到汽相中去;这与VLE实验结果相一致,加入NMA可将水对醋酸的相对挥发度提高至3.0~4.0。用自然键轨道(NBO)分析表明,以上两种复合物形成过程中均伴随着电荷转移现象,整体上醋酸分子作为电荷受体而存在。
    重金属生物吸附的吸附模型
    郑成;虞启明;尹平和
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  145-148. 
    摘要 ( 688 )   PDF (266KB) ( 200 )  
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    排污系统中的重金属通过生物的方法进行吸附除掉,是一种重金属回收和再利用的较为有效治理方法。本研究通过热平衡的机理分析,采用普通的物质吸附模型,通过大量的实验数据处理,得到了重金属吸附脱俯的数学模型。该模型具有较好计算与实验数据的吻合性。但是实验结果也表明,生物吸附模型不适用于计算在生物质中的重金属离子脱附量,即重金属生物吸附模型没有满足可逆性。这一点在使用该模型时需要给予考虑。因此吸附的机理分析还需要结合实践过程的热力学平衡数据来进行分析回归。
    过程系统工程
    基于MLFN-PLSR的PX氧化反应组合建模方法
    颜学峰
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  149-154. 
    摘要 ( 1432 )   PDF (464KB) ( 191 )  
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    针对对二甲苯(p-xylene,PX)氧化反应过程中影响主要副产物对羧基苯甲醛(4-carboxybenzaldehyde,4-CBA)含量的因素众多且呈高度非线性的特征,提出了多层前向型神经网络(multi-layer feedforward network,MLFN)与偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)相结合的建模方法,建立反应产物中4-CBA含量关联模型。MLFN-PLSR采用三层网络结构和尽量多的隐节点,通过MLFN充分提取样本数据信息;然后采用PLSR消除隐含层输出冗余信息,建立具有良好预测精度的模型。与MLFN相比,最佳性能模型的预测偏差平方和均值下降了12.11%、模型平均预测偏差平方和均值下降了8.37%。与PLSR相比,最佳性能模型的预测偏差平方和均值下降了70.62%。
    质子交换膜燃料电池混合动力系统能量优化的仿真分析
    刘呈则;朱新坚;曹广益
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  155-160. 
    摘要 ( 585 )   PDF (528KB) ( 331 )  
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    分析了混合动力系统的控制目标及需要考虑的几个关键参数。以PEMFC混合动力系统为对象,分别针对给定负载模式和实时运行模式进行控制策略设计和能量优化仿真。对给定的负载模式,采用遗传算法对多约束组合优化问题进行求解,仿真结果证明了算法的可行性。对于实时运行模式,在原有模糊控制策略的基础上,引入燃料电池电压和电压变化量对模糊输出进行两级修正。仿真结果表明,改进后的模糊控制策略可以有效提高燃料电池运行效率,降低燃料电池功率波动。
    间歇过程单杂质用水网络设计
    杨霞;岳金彩;毕荣山;李玉刚;郑世清
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  161-167. 
    摘要 ( 529 )   PDF (473KB) ( 293 )  
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    提出了一种利用时间-纯度两维用水图进行用水网络设计的方法,分别提出了无中间储罐和有中间储罐的设计规则。该方法把水的纯度作为一维,把时间作为另一维,从而更好地同时描述间歇用水过程的时间特性和杂质特性。它首先通过水级联分析技术确定间歇过程用水网络的夹点及最小公用工程,然后利用时间-纯度图和设计规则来合成用水网络,对有储罐的情况,确定了储罐的数量与容量,最后利用时间-水网络图描述了所合成的最优间歇过程用水网络,并探讨了用水过程流量对网络的影响。通过文献实例计算,表明该方法简单、直观、有效。
    汽油调合调度优化
    张冰剑;华贲;陈清林
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  168-175. 
    摘要 ( 723 )   PDF (484KB) ( 304 )  
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    采用连续时间建模方法,建立了一种新的汽油非线性调合和调度集成优化的混合整数非线性规划(MINLP)模型,克服了当前在油品调合调度中采用线性调合模型或者将非线性调合过程和调度分开优化的缺陷。针对建立MINLP模型的特点,将原MINLP问题转化为求解一系列的混合整数线性规划(MILP)模型,避免了直接求解MINLP模型的复杂性。最后以某大型炼油企业为例,验证了模型和算法的实用性。
    α-氯丙酸脱卤酶发酵培养基的响应面法优化
    王能强;吴坚平;邹小明;王普;杨立荣
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  176-180. 
    摘要 ( 680 )   PDF (795KB) ( 378 )  
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    通过Plackett-Burman设计和响应面分析方法对Pseudomonas W20菌株产脱卤酶的培养基组成进行优化。得出影响产酶的3个重要的培养基成分为:尿素、葡萄糖和KH2PO4,且其最适浓度分别为1.19、18.4 g·L-1和1.30 g·L-1。此时脱卤酶活力达到了10.57 U·(g干菌体)-1,比优化前提高了23.77%。
    表面与界面工程
    固体脂质微颗粒表面稳定剂的分布状况对其稳定性的影响:介观模拟与实验
    章莉娟;龙春霞;钱宇;刘磊
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  181-189. 
    摘要 ( 859 )   PDF (6682KB) ( 447 )  
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    用耗散粒子动力学(DPD)方法研究了稳定剂在负载布洛芬的固体脂质微颗粒(solid lipid microparticles, SLM)表面的分布状况。模拟结果表明:以卵磷脂为稳定剂,当布洛芬的摩尔分数为1%和2%时,卵磷脂较好地包覆在颗粒的表面;而当布洛芬的摩尔分数增大到3%和5%时,卵磷脂不能覆盖在布洛芬分子密集的部位。以poloxamer 407和PVA为稳定剂,随着布洛芬摩尔分数由1%增大到5%,稳定剂都能很好地包覆在颗粒的表面。实验现象较好地吻合了模拟结果。采用DPD模拟方法,可以加深了解多相复杂载药体系的微观结构并对实验现象进行分析,为SLM稳定剂的筛选提供理论指导。
    低磷共聚物对黄铜的缓蚀作用
    王晨;李天铎;李书平;宋存义
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  190-194. 
    摘要 ( 621 )   PDF (894KB) ( 269 )  
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    采用失重法、能量散射X-射线、电化学方法,研究了自制低磷共聚物在配制冷却水中对黄铜的缓蚀作用,分析了空白实验和加入低磷共聚物后黄铜试片的表面元素组成,探讨了低磷共聚物的缓蚀机理。结果表明,低磷共聚物在黄铜试片表面活性位置吸附抑制了阳极电化学过程。
    生物化学工程、制药、食品和天然产物加工
    产甘油假丝酵母细胞回用对甘油生产的影响
    谢涛;方慧英;饶志明;诸葛健
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  195-199. 
    摘要 ( 763 )   PDF (815KB) ( 171 )  
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    研究了产甘油假丝酵母细胞回用生产甘油的反复分批发酵。实验结果表明:第一级发酵培养基KH2PO4浓度为0.4 g·L-1,回用培养基的最适KH2PO4浓度为0.1 g·L-1,当上一批次发酵液中葡萄糖浓度降至10 g·L-1以下时,酵母细胞不经洗涤即可回用;经过15个批次的反复分批发酵过程,甘油的平均产量、平均得率和平均生产能力分别达到138.69 g·L-1、60.17%和2.31 g·L-1·h-1,分别比第一级发酵结果增加了15.74%、15.48%和39.16%;但回用至第15次时,菌体出现严重衰退,因此回用周期以12~14次为宜。
    扶素康的固相化学合成
    郭一琼;赵炯;甘一如
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  200-204. 
    摘要 ( 661 )   PDF (648KB) ( 467 )  
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    研究了36肽扶素康的9-芴甲氧羰基(Fmoc)法固相化学合成,包括Fmoc固相逐步化学合成和Fmoc固相片断缩合化学合成。在片段缩合中,研究了多肽片断的分段策略、片断缩合溶剂、片断缩合剂对片断缩合法合成扶素康质量的影响,确立了优化的片段缩合工艺条件为:将扶素康按残基1~10、11~20、21~25、26~36分作4段;以王树脂为固相载体;HATU /HOAt/DIEA为缩合剂(4倍过量);DMF/DCM(1∶1)为反应溶剂;每步加入的全保护肽段为1.5倍过量;缩合及脱保护完成后以DCM为洗涤溶剂洗涤5次,进行固相片段缩合反应。该条件下合成的扶素康,粗品收率达67.31%,按标准曲线定量分析其纯度达38.75%。
    能源和环境工程
    射流循环厌氧流化床两相厌氧处理高浓度硫酸盐有机废水
    韦朝海;王文祥;吴超飞
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  205-211. 
    摘要 ( 486 )   PDF (1296KB) ( 705 )  
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    设计了射流循环新型厌氧生物流化床反应器(JLAFB),以该反应器为酸化相(或称硫酸盐还原相),厌氧颗粒污泥流化床(AGSFB)为产甲烷相组成两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水。在培养出耐酸性硫酸盐还原厌氧颗粒污泥基础上,成功实现了硫酸盐还原菌(SRB)和产甲烷菌(MPB)的相分离,消除了SRB对MPB的基质竞争性抑制。在进水SO2-4负荷达12.0 kg·m-3·d-1条件下,JLAFB和AGSFB反应器内硫化物浓度分别为78.3 mg·L-1和92.4 mg·L-1,远小于200 mg·L-1的抑制浓度,消除了硫化物在反应器内的积累和对微生物的毒性作用。在稳态运行条件下,当进水COD和SO2-4负荷分别为26.0和8.5 kg·m-3·d-1时,工艺总的COD和SO2-4去除率分别达到86.9%和97.6%。试验确定工艺的最优运行条件为:进水COD/SO2-4>3.0;碱度为400~500 mg·L-1;JLAFB反应器吹脱气体流量为0.04 L·min-1,水力回流比为5∶1。
    结构参数对质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的影响
    杜春雨;程新群;尹鸽平;史鹏飞
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  212-216. 
    摘要 ( 483 )   PDF (817KB) ( 411 )  
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    建立了质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的稳态数学模型,目的是研究催化层厚度、铂载量、电解质体积含量和碳载体直径等设计参数对催化层性能的影响。模型方程涉及质子、电子和氧气的传递以及电化学反应等过程。计算结果与实验数据吻合。模拟表明,一定范围内较薄的催化层有利于性能提高,但厚度太小反而不利;提高电解质体积含量和铂载量可以明显改进催化层工作特性,但存在优化值,高于此值,催化层性能迅速下降;较细的碳载体直径会适当改善催化层性能。
    再燃条件下超细煤粉热解碳氢组分的析出特性
    金晶;张忠孝;张建民
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  217-221. 
    摘要 ( 564 )   PDF (422KB) ( 236 )  
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    利用管式热解炉与气相色谱仪研究了再燃条件下超细煤粉热解过程中碳氢组分的析出规律。试验研究表明:再燃条件下超细煤粉热解时,热解产物中碳氢组分的主要成分是CH4,而C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、C4H10的析出量相对很少;龙口褐煤碳氢组分的析出量最多,神府烟煤次之,晋城无烟煤明显低于前两者;碳氢组分的析出量随煤粉粒度的减小而增加,但煤粉粒度减小到一定程度,煤中碳氢组分析出量的增加出现饱和临界现象。以超细的龙口褐煤、神府烟煤作为再燃燃料,由于挥发分中碳氢组分析出量较多,可以强化对NOx的还原效果。
    模拟输液器的热解特性
    祝红梅;严建华;沈逍江;蒋旭光;岑可法
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  222-226. 
    摘要 ( 614 )   PDF (482KB) ( 296 )  
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    建立非化学计量平衡模型,根据Gibbs最小自由能原理对医疗垃圾中的典型组分输液器进行平衡分析,根据分析结果拟合出产物分布的计算公式。通过危险废物热解焚烧多功能试验台进行试验,试验结果验证了计算公式的可靠性,从而通过公式可直接预测医疗垃圾中典型组分输液器热解后的各产物百分含量。
    化工有机废液循环流化床焚烧NOx排放特性
    陈惠超;赵长遂;李永旺;鲁端锋;李庆钊;陈晓平;杨林军;吴新
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  227-232. 
    摘要 ( 615 )   PDF (472KB) ( 242 )  
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    在一座热态循环流化床燃烧试验装置上对化工有毒废液红水进行焚烧试验,对焚烧过程烟气成分进行了在线检测,重点考察红水焚烧量、二次风率、红水密相区喷入比例、过剩空气系数等因素对NOx排放浓度的影响。试验结果表明,NOx排放浓度随着红水焚烧量或过剩空气系数的增加而增大,随着红水在密相区喷入比例或二次风率的增加而减小。由于循环流化床低温和分级燃烧对NOx生成的抑制作用,各试验工况NOx排放浓度均满足国家排放标准。
    生物柴油制备过程中磷脂及水分含量对脂肪酶的影响
    李泽波;杜伟;刘德华
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  233-237. 
    摘要 ( 685 )   PDF (469KB) ( 465 )  
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    用叔丁醇作为反应介质,利用固定化脂肪酶催化油脂原料甲醇解反应制备生物柴油,消除了甲醇和甘油对酶的负面影响,酶的使用寿命显著延长,进一步系统研究了以叔丁醇作为反应介质,磷脂及水含量对脂肪酶催化特性的影响。当体系中中含水量达2%以上或磷脂含量达0.1%油重时将对固定化脂肪酶LipozymeIM TL 和Novozym 435的催化活性造成明显的不利影响。同时还发现把脂肪酶LipozymeIM TL 和 1%Novozym 435混合起来能大大提高脂肪酶的耐水、耐磷脂能力。
    材料科学与工程
    纳米碳酸钙复合丙烯酸涂料的流变性
    王训遒;蒋登高
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  238-247. 
    摘要 ( 647 )   PDF (3569KB) ( 268 )  
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    制备了纳米CaCO3复合丙烯酸涂料,通过对其主要性能进行检测表明,当改性纳米CaCO3的添加量为1.5%(质量)时,涂料的耐光性、耐水性、自洁性和贮存稳定性等显著改善。研究了添加轻钙、未改性纳米CaCO3、改性纳米CaCO3及其用量对丙烯酸涂料流变性的影响,结果表明,该体系的流动特性均符合Casson模型;当在丙烯酸涂料中添加1.5%改性纳米CaCO3时,其黏度对温度的敏感性下降,黏度显著降低,剪切稀化能力较强,Casson屈服应力较小,触变性增大,涂料性能改善与其流变性变化基本一致。此外,固体分改变或添加丁醇对添加改性纳米CaCO3复合丙烯酸涂料和传统丙烯酸涂料流变性的影响规律基本相同。
    注塑工艺参数对制品残余应力和收缩的影响
    奚国栋;周华民;李德群
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  248-254. 
    摘要 ( 708 )   PDF (2088KB) ( 875 )  
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    注塑成型工艺参数对制品的最终残余应力和收缩有着直接的影响。基于线性黏弹性模型模拟计算了注塑成型过程中由温度和压力引起的残余应力和收缩。以无定型材料PS和ABS为例,系统地研究了不同成型工艺条件下平板制件的最终残余应力和收缩,并和实验结果进行对比验证。结果表明:在流动方向上无定型材料的收缩基本保持不变,残余应力沿壁厚分布的形状也基本相同,但流动末端处的应力值稍大于流动入口处;保压压力是影响制品收缩的关键因素,提高保压压力和注射温度可以降低制品的最终收缩,而模具温度对收缩的影响较小。
    优化带加强筋ABS材料制件沉降斑的气体辅助成型技术
    董斌斌;李倩;刘春太;申长雨
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  255-259. 
    摘要 ( 779 )   PDF (922KB) ( 192 )  
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    详细介绍了气体辅助注射成型的物理过程及其关键工艺参数对成型的影响。以带加强筋的绣花机外壳为例,考察了传统注射成型与气体辅助注射成型的优缺点。针对气体辅助注射引入的新工艺参数,介绍了一种CAE技术与统计学的Taguchi正交实验相结合的方法,设计L9(34)正交实验表在可成型范围内寻求最优工艺参数。结果表明,气体辅助技术能减少原料,对有加强筋的制件能有效地去除沉降斑、减弱不均匀收缩及减少内应力,大大改善制件的表面质量,增强制件尺寸的稳定性。
    现代化工技术
    间硝基苯甲酸在硫酸介质中的电还原特性
    马淳安;王晓军;李美超;汤俊艳
    CIESC Journal. 2007, 58(1):  260-264. 
    摘要 ( 653 )   PDF (485KB) ( 400 )  
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    采用循环伏安法研究了硫酸介质中电极材料、扫描速度、反应温度和添加剂等对间硝基苯甲酸(mNBA)电解还原的影响。结果表明:在该体系中最合适的阴极材料为铜电极;在电还原过程中,随着扫描速度和温度增大,mNBA电还原反应的峰电流不断增大,其电极过程受扩散控制,电还原反应伴有不可逆随后化学反应;在溶液中加入无机盐SnCl2对mNBA的电解还原有明显的助催化作用。