化工学报

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2004年第55卷第9期刊出日期：2004-09-25

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综述与专论

煤基燃料的制备与应用

谢克昌, 李忠

化工学报. 2004, 55(9): 1393-1399.

摘要 ( 734 )

PDF (461KB) ( 1076 )

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随着国内能源消费的增长，特别是车用燃料的迅速增长，石油消费总量越来越大，但国内石油资源有限，专家预计2010年和2020年石油的对外依存度将达到50%和60%，威胁国家能源的安全供应.但我国煤炭资源相对丰富，大力发展以煤为原料的合成液体替代燃料，提供部分车用燃料，将是解决能源安全供应问题的重要途径之一.论述和比较了合成煤基燃料的3种不同工艺路线：煤直接液化合成油，煤间接液化合成油和煤基含氧燃料合成.前两种工艺的主要目标是提高燃料的H/C比，以合成粗油或碳氢化合物为目标产物.新一代煤直接液化合成油技术还没有工业化装置投入运行，但间接F-T合成碳氢燃料已有成功的工业经验.和石油基燃料相比，虽然煤基碳氢燃料还不具有明显的经济优势，但对于石油资源有限的中国具有重要的战略意义.煤间接液化也可合成煤基含氧燃料，即甲醇燃料和二甲醚燃料等.和碳氢燃料相比，合成煤基含氧燃料不仅具有明显的技术和经济优势，而且充分利用了煤中C、H和O 3种主要元素，可以实现资源、能源、环境和经济可持续发展.

热力学

液氨等焓节流效应

胡耀元, 赵雷洪, 朱凯汉, 杨元法, 陆美丽

化工学报. 2004, 55(9): 1400-1405.

摘要 ( 898 )

PDF (432KB) ( 912 )

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高压至低、中压空间的液氨等焓节流过程中，液氨的微分节流效应，μ_H=(T/p)_H＞0，为制冷效应，积分节流效应的ΔT_H数值与节流前后的状态（T、p）有关，当节流后压强p₂一定，节流前压强p₁愈高，温度T₁愈低时，冷却度ΔT_H就愈大.推得了液氨焓与压力的关系式及ΔT_H的计算方法，冷却度ΔT_H的计算值与实验测定值误差很小，能满足指导实际工作的需要.在中压法氨合成系统中应用，分别可以获得7.5℃与15℃的冷却度，应用液氨等焓节流效应，适当配合冷量回收与节能的技术措施，在有条件的氨合成系统中，可以革除冷冻工序，实现冷量自给，获得节约能耗、降低成本的效益.

HCl-NaCl-C₂H₆O₂-H₂O体系中HCl热力学

王琴萍, 邢长宇, 陈洪涛, 周丽华, 吕殿祯

化工学报. 2004, 55(9): 1406-1411.

摘要 ( 804 )

PDF (408KB) ( 293 )

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在乙二醇和水为混合溶剂中加入HCl和NaCl组成四元系，在恒定溶液总离子强度I＝1.00mol•kg^-1，改变混合溶剂中乙二醇质量分数w（5%、15%和20%）的条件下，组成下列电池
Pt，H₂(10⁵Pa )│HCl(m)， C₂H₆O₂(w), H₂O (1-w)│AgCl-Ag (A)
Pt，H₂(10⁵Pa )│HCl(m_A), NaCl(m_B), C₂H₆O₂(w), H₂O (1-w)│AgCl-Ag (B)
根据测得电池(A)的电动势，确定混合溶剂中AgCl-Ag电极的标准电极电动势，讨论了HCl的迁移性质.利用电池（B）的电动势，计算出HCl 的活度系数γA.结果表明，在溶液中总离子强度保持恒定，HCl 的活度系数服从Harned规则.在溶液组成恒定时，lgγ_A是温度倒数1/T的线性函数,进一步讨论了混合物中 HCl的相对偏摩尔焓.

1，2-环己二醇溶解度的测定及关联

周彩荣;蒋登高;王斐

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1412-1416.

摘要 ( 781 )

PDF (380KB) ( 847 )

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采用激光监视技术测定了1，2-环己二醇在乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙基酮、乙酰乙酸乙酯和水中的溶解度，并用UNIFAC模型进行了关联，其溶解度预测值与实测值吻合良好.

传递现象

复合多孔表面管竖直管束在液氮中的沸腾传热

郭亚军;毕勤成;陈听宽

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1417-1421.

摘要 ( 776 )

PDF (647KB) ( 299 )

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复合Gewa-T多孔表面管是在机械加工Gewa-T表面上再覆盖一层烧结多孔层而形成的强化传热管，针对复合Gewa-T多孔表面管竖直单管和管束在液氮池中的核态沸腾进行了实验研究，通过改变管束管间距、热负荷等得到了不同情况下的管束沸腾传热特性.沸腾的最佳管间距与管外径比为1.2，此时管束沸腾特性优于单管.

含扭曲带管内流动与传热的数值模拟

孙东亮;王良璧

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1422-1427.

摘要 ( 702 )

PDF (627KB) ( 525 )

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以空气为介质(Pr=0.698)，通过数值模拟的方法在Re=300～800的范围内对含扭曲带管内周期性充分发展的层流流动进行了模拟分析，说明了不同Re、扭曲比y、纽带厚度δ和翅片系数C_fin对Nu、速度环量和阻力系数的影响，并通过对Nu和速度环量之间的关系进行了分析，得出在含扭曲带管内强化换热流动中决定换热能力的物理量——速度环量.

求解相变传热问题的等效热容法

周业涛;关振群;顾元宪

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1428-1433.

摘要 ( 887 )

PDF (654KB) ( 2047 )

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采用等效热容法求解伴有相变过程的瞬态热传导问题.在整个区域建立统一的能量方程，将分区域求解问题化为整个区域的非线性问题处理.给出了解决相变温度为单一温度或者相变温度区间很小时产生的数值奇异问题的方法.用热焓判据判断单元是否发生相变，并考虑了固液两相材料物性参数的变化，相变界面位置按线性插值计算.算例表明，等效热容法求解相变传热问题，程序简单，计算效率高，相变界面位置计算准确.

多相流

旋流燃烧室内气体-颗粒两相湍流流动的数值模拟

尚庆;张健;周力行

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1434-1440.

摘要 ( 761 )

PDF (1102KB) ( 341 )

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综合应用代数Reynolds应力模型和流体相脉动速度大小和方向均具有随机性的颗粒相随机轨道模型，对旋流燃烧室内有直流射流与旋转射流相互作用的气-固两相湍流流动进行了数值模拟.得到的气相轴向与切向速度和轴向脉动速度均方根值分布以及颗粒相轴向总质量流通量和轴向与切向速度分布与实验基本相符合，并比对气相湍流采用k-ε模型的相应计算结果有较明显的改进.

气固流化床压力脉动信号的Hilbert-Huang谱分析

黄海;黄轶伦

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1441-1447.

摘要 ( 721 )

PDF (1728KB) ( 348 )

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首次将Hilbert-Huang变换（HHT）应用于气固流化床压力脉动信号的分析，提取并研究了压力脉动信号中隐含的表征复杂的粒子运动与气泡运动相互调制的非线性特征，以及压力脉动信号高、低阶内禀模态函数（IMF）之间的能量转换与流化床的流化状态相对应的新信息，在此基础上提出了采用压力脉动IMF分量的能量转移现象进行颗粒结块故障判别的新方法.结果表明，应用Hilbert-Huang谱对压力脉动信号分析的新方法能比现有的分析方法提供更多的有用信息，有助于更深入地揭示床内非线性流体动力学特征.

高浓度电除尘器入口封头气固两相流动的近流线数值模拟

张颉;张泽;胡永锋

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1448-1454.

摘要 ( 883 )

PDF (1181KB) ( 1049 )

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利用近流线数值模拟方法，采用与大型高浓度电除尘器入口封头原型完全相同的1∶1的几何模型，详细真实地模拟了入口封头及其内部具有复杂结构的预除尘角钢和两层开孔达数万个的气流分布板.采用可实现性k-ε模型和随机颗粒轨道模型，对其气固两相流动进行了数值计算，得出了气相速度分布、颗粒浓度分布和流动阻力分布特性.计算结果与工业性试验数据进行了比较，两者吻合较好，提出并证明了利用近流线数值模拟方法可以详细真实地模拟高浓度电除尘器入口封头内部结构及其气固两相流动.计算和试验结果均表明，所研究的高浓度电除尘器入口封头，其出口处气流分布为中间区域偏低，四周区域偏高；其预除尘效率约为27.6%左右，其流动阻力高达766Pa.

催化、动力学与反应器

水热处理条件对Hβ沸石醚化活性的影响

赵尹;王海彦;马骏;魏民

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1455-1458.

摘要 ( 764 )

PDF (378KB) ( 417 )

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采用水热处理的方法对Hβ沸石改性，制备出改性Hβ沸石醚化催化剂.在温度70℃、压力0.8 MPa、醇烯摩尔比1.05、空速 1.0 h^-1的反应条件下对改性催化剂进行醚化活性评价.系统考察了水热处理条件对Hβ沸石催化剂醚化活性的影响.结果表明，随着处理苛刻度的增大，催化剂的醚化活性呈现先升后降的趋势.水热处理温度对催化剂活性的影响最大.在300℃、1h、氮气与水蒸气分压比1.0、水空速0.4 h-1的条件下，水热处理提高了Hβ沸石的催化活性,叔碳烯烃的转化率为57.48 ％.水热处理Hβ沸石经酸洗后醚化活性进一步提高，叔碳烯烃的转化率达59.17％.对经过水热处理后的Hβ沸石进行金属Mo改性，叔碳烯烃转化率达到60.81%.

用于四氯化钛生产的组合式流化床的模拟

徐聪;袁章福

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1459-1468.

摘要 ( 767 )

PDF (614KB) ( 417 )

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组合式流化床是一种将提升管和湍床串联使用的新型反应器，适合于所需单程反应时间较长且需颗粒间、气固间作用力较大——防黏结、提高传质效率等的气固反应体系.通过数学模型模拟研究了提升管预热方式、氧气初始浓度、初始炭矿比对用于四氯化钛生产的组合式流化床的反应特征和反应性质的影响，其中颗粒沿轴向的粒径分布变化通过粒子数平衡模型进行描述.模拟指出：富钛料主要的转化在湍床中进行；焦炭颗粒的燃烧反应存在“着火”温度(约873K）；氧气初始浓度和富钛料初始含量的增加能够增大富钛料的转化量，但氧气初始浓度达到一定程度（3.0mol•m^-3）后已不能有效增加富钛料转化量；氧气和氯气初始浓度高于某一数值时，在合适的氯化温度范围内（973～1373K），湍床才存在稳定的操作温度点.

分离工程

用夹紧区原理确定多元恒回流比分批精馏最小回流比

张雪梅;简春贵;张卫江;杨志才

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1469-1473.

摘要 ( 1209 )

PDF (379KB) ( 359 )

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夹紧区是精馏塔内出现的浓度几乎不变的区域,对于三元物系来说，根据夹紧区在塔内出现的位置可分为：上、中和下加紧区.在无穷板数和任一瞬时釜浓下选择不同的回流比可使分批精馏处于不同夹紧区下操作.文中讨论了三元恒回流比分批精馏过程中夹紧区的演变，在Rayleigh方程的基础上建立了应用夹紧区原理确定多元恒回流比分批精馏最小回流比的方法.该方法并不要求相对挥发度为常数，并且能准确计算顶浓，克服了通常所采用的Underwood公式法的缺陷，为多元分批精馏的简捷设计奠定了基础.

二元混合物“全回流”间歇精馏的能耗

王为国;王存文;吴元欣;曾真

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1474-1480.

摘要 ( 913 )

PDF (474KB) ( 365 )

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介绍了在理想操作条件下，“全回流”间歇精馏二元理想混合物量纲1最小操作总时间的数值计算方法.通过举例计算，比较了在理想操作条件下，“全回流”与部分回流间歇精馏二元理想混合物的能耗，得到了“全回流”间歇精馏适合于相对挥发度小、原料中轻组分的浓度低、塔顶产品中轻组分收率要求高而浓度要求低的分离任务的结论.

生物化学工程、制药、食品和天然产物加工

CTAB辅助溶菌酶复性过程动力学

王君;林莹;卢滇楠;刘铮

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1481-1487.

摘要 ( 751 )

PDF (644KB) ( 599 )

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研究了溶菌酶在十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶液中的复性过程，通过测定溶液表面张力与酶活力的变化证实变性溶菌酶首先与CTAB形成复合物，进而在氧化-还原剂作用下开始复性并与CTAB发生解离.非还原型SDS-PAGE分析结果表明，复性反应的主要产物有三类：具有天然结构的溶菌酶单体、溶菌酶多聚体及溶菌酶单体与CTAB形成的无活性复合物.不同产物的含量取决于溶液中CTAB与溶菌酶的摩尔比.当变性溶菌酶浓度为0.1～0.4mg•ml^-1，CTAB与溶菌酶摩尔比为5～20时，采用“变性-复性”二态复性模型分析了CTAB辅助溶菌酶复性过程的宏观动力学.结果表明，随CTAB与溶菌酶摩尔比的增大，变性反应的速率常数显著增大，而折叠反应的速率常数先增大后减小，CTAB与溶菌酶的摩尔比为10时，复性率最高.而蛋白质浓度提高则导致折叠反应速率常数减小，变性反应速率常数增大，复性率缓慢下降.

能源和环境工程

生物通风修复含石油污染物土壤过程

隋红, 姜斌, 黄国强, 段云霞, 李鑫钢

化工学报. 2004, 55(9): 1488-1492.

摘要 ( 683 )

PDF (951KB) ( 796 )

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以苯、甲苯和对二甲苯（BTX）为模拟污染物，研究了生物通风原位土壤修复方法去除土壤中石油污染物的效果.用一维生物通风土柱实验和控制实验对比了有生物降解和无生物降解土柱中BTX的去除情况.在通风后期，控制实验中发现了很长的拖尾阶段，污染物不能进一步被有效去除，而生物通风土柱中由于生物降解作用可使土壤中污染物残留浓度更小，修复效率更高.根据实验数据估算得到生物通风过程中苯、甲苯及对二甲苯的生物降解贡献率分别为17.8%, 30.0% 和 32.3%.还用间歇实验探讨了多组分污染物之间的相互影响作用，发现甲苯的降解能够促进对二甲苯和苯的降解，而对二甲苯的存在则增加了甲苯和苯的降解滞后期.

材料科学与工程

塑料熔体在注塑模中的三维流动模拟

曹伟;王蕊;申长雨

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1493-1498.

摘要 ( 667 )

PDF (939KB) ( 635 )

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建立了非等温条件下黏性、不可压缩、非牛顿流体流动的控制方程.为了避免同时求解耦合的压力场、速度场，通过修改传统方法的变分方程导出了关于压力场的拟Poisson方程，用迭代法独立求解连续性方程、动量方程，并进行速度场-黏度迭代求出最终的压力场、温度场.这种方法可以减少内存，提高数值方法的稳定性，避免了Hele-Shaw模型中容易引起争议的“中面”概念，并能模拟中面方法不能模拟的一些物理现象.算例表明数值结果与实验结果吻合较好，这种方法可以成功地预测注射成型流动过程中的重要特征.

反应沉淀法制备亚微米粒子的粒度分布模拟与实验验证

赵瑾;张建文;沈志刚;陈建峰;许明

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1499-1504.

摘要 ( 777 )

PDF (938KB) ( 434 )

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采用基于粒数衡算方程及物料衡算方程的数值模拟方法模拟了包括反应、成核、生长及凝并的反应沉淀制备亚微米粒子的过程，其中颗粒间的凝并过程采用分级模型来模拟，产物颗粒的粒度分布（PSD）由离散化的粒数衡算方程求得.以BaSO₄的反应沉淀体系作为研究体系，将实验测量数据与数值模拟结果进行对比，验证了所构建的数学模型的正确性与适用性.应用此模型进行分析，发现沉淀时间、产物过饱和度及凝并对粒度及粒度分布有着显著的影响.在此基础上，提出了反应沉淀法制备亚微米粒子过程中颗粒粒度及粒度分布的控制方法.

高分子薄膜双向拉伸成型过程的计算机仿真

苗润忠;吴淑芳;姚卫国

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1505-1509.

摘要 ( 630 )

PDF (1195KB) ( 478 )

相关文章 | 多维度评价

采用速率形式的弹塑性大变形静力显式有限元方法和单向拉伸的KMM模型对高聚物薄膜的双向拉伸过程进行了数值模拟，对比分析了薄膜在双向拉伸过程中考虑速率敏感和不考虑速率敏感时的应变分布变化.

其他

预测管道中气体爆炸超压的改进ME法

王志荣;蒋军成

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1510-1514.

摘要 ( 926 )

PDF (805KB) ( 918 )

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分析了管道中可燃气体爆炸超压的特点，提出了利用ME模型预测管道中气体爆炸超压的新方法，在能量守恒定律和爆炸能量相似律分析的基础上结合爆炸反射压力理论修正了ME模型并用于封闭管道中气体爆炸超压的预测，利用修正的ME模型计算了甲烷在管道中的爆炸超压，对计算值与实验值同ME模型、TNT当量模型的计算值以及数值模拟计算结果进行了比较分析.实验的管道分别是直径为2m、长29m的大型圆管和边长为80mm、长24m的小型方管.数值模拟的独头巷道横截面是方形，边长为1.77m，巷道全长30m，瓦斯填充长度为6m.比较分析结果表明：修正的ME模型计算值与实验值以及数值模拟计算结果吻合较好.该方法可用于管道中气体爆炸灾害事故危险性分析与评估，给管道防爆泄压设计和爆炸防护提供重要参考.

热力学

双自变量化学化工实验数据的新拟合方程

盛景云;方维平;王跃敏

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1515-1518.

摘要 ( 567 )

PDF (377KB) ( 345 )

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传递现象

单面与双面加热时窄缝流道内过冷沸腾气泡行为的比较

潘良明;何川;辛明道;吴小航

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1519-1522.

摘要 ( 674 )

PDF (3041KB) ( 984 )

相关文章 | 多维度评价

γ射线透射技术测量气液鼓泡塔内气含率的轴向分布

靳海波;杨索和;佟泽民

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1523-1527.

摘要 ( 637 )

PDF (471KB) ( 392 )

相关文章 | 多维度评价

强化缩放管内湍流对流换热

陈颖;邓先和;丁小江;王杨君;李志武

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1528-1531.

摘要 ( 775 )

PDF (441KB) ( 847 )

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多相流

超细粉在导向管喷动床中的固体循环速率

周勇;马兰;石炎福

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1532-1536.

摘要 ( 733 )

PDF (761KB) ( 524 )

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催化、动力学与反应器

钴卟啉对空气氧化环己烯合成环己烯酮的催化作用

刘文;刘强;郭灿城

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1537-1540.

摘要 ( 629 )

PDF (377KB) ( 464 )

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分离工程

水合物法分离H₂+CH₄体系的模拟计算

冯英明;陈光进;马庆兰

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1541-1545.

摘要 ( 677 )

PDF (456KB) ( 326 )

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过程系统工程

工业流化床反应器结块监视的动态PCA方法

刘育明;梁军;钱积新

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1546-1549.

摘要 ( 713 )

PDF (450KB) ( 311 )

相关文章 | 多维度评价

基于多目标模糊优选理论的化合物环境影响指数确定及应用

孙力;贺高红;樊希山;姚平经

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1550-1554.

摘要 ( 799 )

PDF (414KB) ( 507 )

相关文章 | 多维度评价

含反应节点过程数据校正的扩展独立物流法

金思毅, 杨小刚, 杨朝合, 周传光

化工学报. 2004, 55(9): 1555-1559.

摘要 ( 753 )

PDF (383KB) ( 352 )

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表面与界面工程

硫酸溶液中Ti/SnO₂+Sb₂O₃/PbO₂阳极在电解过程中的结构变化及失活行为

王雅琼;童宏扬;许文林

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1560-1563.

摘要 ( 767 )

PDF (656KB) ( 498 )

相关文章 | 多维度评价

材料科学与工程

聚丙烯填料的生物亲和亲水磁化改性对其润湿及挂膜性能的影响

程江;张凡;海景;杨卓如

CIESC Journal. 2004, 55(9): 1564-1567.

摘要 ( 666 )

PDF (404KB) ( 849 )

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