检索结果-内蒙古大学图书馆

高校化学工程学报 2024年第3期38卷 404-413页

作者：邢凯吕涵范怡平刘梦溪卢春喜中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249

为探究操作条件对气固逆流式移动床过滤器过滤性能的影响,通过大型冷模实验,考察了气固逆流式移动床过滤器的捕集颗粒循环强度、入口粉尘浓度、表观气速及入口粉尘粒径对装备性能的影响。实验结果表明,表观气速是影响床层压降的主要因素... 详细信息

为探究操作条件对气固逆流式移动床过滤器过滤性能的影响,通过大型冷模实验,考察了气固逆流式移动床过滤器的捕集颗粒循环强度、入口粉尘浓度、表观气速及入口粉尘粒径对装备性能的影响。实验结果表明,表观气速是影响床层压降的主要因素,表现出正相关的趋势。捕集颗粒循环强度、入口粉尘浓度、粉尘粒径的改变对床层压降影响较小。捕集颗粒循环强度和入口粉尘浓度的增加使压降增加。而粉尘粒径与床层压降间的关系随时间变化,开始时粉尘粒径与压降呈正相关,但当装置运行至平稳阶段则趋于降低。装备的除尘效率与入口粉尘浓度及颗粒循环强度正相关,与粉尘粒径及表观气速负相关。但粉尘粒径越小过滤效率越高的趋势受装置内滤饼的影响,仅在粉尘中位粒径10μm以上,且入口粉尘质量浓度在0~32 g·m^(-3)出现。移动床过滤器保持稳定床层压降的同时,具有较高的除尘效率。在颗粒循环强度0.3119 kg·s^(-1),16.5~32.7 g·m^(-3)入口粉尘浓度条件下,除尘效率可达99%;且对细微(13μm以下)粉尘的粒级效率接近99.9%。

关键词：移动床过滤两相流除尘效率压降

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采用扭曲片内插件的管壳式换热器自动设计新方法

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化工进展 2024年第9期43卷 4824-4832页

作者：崔祎李孟原杨路李海东张奇琪常承林王彧斐中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249 重庆大学化学化工学院重庆401331 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027

管壳式换热器作为应用最广泛的换热器,对其进行优化设计是一个十分重要的研究主题。现有的设计方法多数是基于启发式方法求解或调用商业求解器,其运算速度较慢且不能保证设计解的质量。本文将集合修剪算法应用于管壳式换热器的自动设计... 详细信息

管壳式换热器作为应用最广泛的换热器,对其进行优化设计是一个十分重要的研究主题。现有的设计方法多数是基于启发式方法求解或调用商业求解器,其运算速度较慢且不能保证设计解的质量。本文将集合修剪算法应用于管壳式换热器的自动设计,将管外径、管长、壳程直径、管程数、扭曲片节距、扭曲片厚度等定义为离散变量后输入,程序自动输出设计结果与方案。对采用扭曲片内插件的管壳式换热器进行自动设计优化,分别以最小化换热面积、年度总费用、净现值作为优化目标进行单目标优化。对比发现集合修剪算法可以保证设计解的全局最优,同时降低优化求解时间,可在0.5~2s内给出结果。以换热面积最小化为目标函数的优化结果显示,集合修剪算法可得到更小的换热面积,比文献值减少了0.7%,同时采用强化传热可减少换热面积。热流分配在管程时,强化技术降低了7.7%的换热面积,管程侧的压降则提高了16.9%;热流分配在壳程时,则降低14.6%的换热面积,管程压降提高了98.7%。以最小化年度总费用和净现值为目标的优化结果显示,强化传热的费用低于未强化情况,热流分配在管程时费用降低13.1%,分配在壳程时则降低0.57%。此外,换热器的费用也会受到成本参数的影响。

关键词：换热器强化传热全局最优集合修剪

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电站燃油锅炉腐蚀抑制剂的合成及作用机理

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精细化工 2023年第7期40卷 1596-1604页

作者：生晓茹贾超洋张龙力王芳珠姜翠玉中国石油大学(华东)化学工程学院山东青岛266580

以硬脂酸、软脂酸、油酸、环烷酸4种有机酸和活性-60氧化镁(简称MgO)为主要原料,设计合成了复合无机-有机酸镁腐蚀抑制剂,考察了其使用性能,并对其作用机理进行了探究。结果表明,复合碳酸镁-环烷酸镁腐蚀抑制剂具有较好的效果,加量为100... 详细信息

以硬脂酸、软脂酸、油酸、环烷酸4种有机酸和活性-60氧化镁(简称MgO)为主要原料,设计合成了复合无机-有机酸镁腐蚀抑制剂,考察了其使用性能,并对其作用机理进行了探究。结果表明,复合碳酸镁-环烷酸镁腐蚀抑制剂具有较好的效果,加量为1000μg/g时,烟气中SO_(3)含量降低了70.0%,钢片腐蚀速率降低了21.6%。合成的产品是一种纳米级MgCO_(3)粒子,其能在有机酸镁胶束包裹下形成稳定的胶体体系,有效解决了MgCO_(3)粒子在燃油中分散性差的问题,有利于发挥复合无机-有机镁盐的协同作用。随着燃油燃烧,腐蚀抑制剂产生的MgO与燃油产生的V_(2)O_(5)结合,降低了V2O5的浓度,减弱了其对SO_(2)向SO_(3)转化的催化作用,使烟气中SO_(3)含量降低,抑制了低温腐蚀。同时,MgO的存在使燃烧生成的钒酸盐种类由低熔点变为高熔点,高温腐蚀得到缓解。

关键词：腐蚀抑制剂复合无机-有机酸镁电站燃油锅炉腐蚀抑制腐蚀机理油品添加剂

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STPA方法在先进绝热压缩空气储能系统安全性分析中的应用

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安全与环境学报 2024年第12期24卷 4572-4580页

作者：赵东风王亚琪刘尚志曹润楠中国石油大学(华东)化学工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580

传统评价方法无法全面地辨识涉及多个交互部件和复杂控制策略的压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)系统的潜在风险。为了更加全面地辨识CAES系统的潜在风险,研究将系统论过程分析(System-Theoretic Process Analysis,ST... 详细信息

传统评价方法无法全面地辨识涉及多个交互部件和复杂控制策略的压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)系统的潜在风险。为了更加全面地辨识CAES系统的潜在风险,研究将系统论过程分析(System-Theoretic Process Analysis,STPA)方法引入至先进绝热压缩空气储能系统中并进行风险分析。首先,通过对多种构型的压缩空气储能系统进行效率分析并确定研究对象;其次,定义系统储热过程中系统级事故和危害,构建控制结构模型,并识别可能导致事故的控制动作;最后,从系统控制、组件失效、系统协调不足、人为操作失误等多个维度,分析32个潜在的系统级危险场景,并提出109项针对性的控制措施。此外,选取危害与可操作性研究(Hazard and Operability Study,HAZOP)方法对STPA分析结果进行对比分析与可靠性验证,相比于HAZOP方法28.6%的识别率,STPA方法可有效识别61.5%的系统交互故障,在揭示储能系统复杂交互故障方面展现出了优越性。基于STPA的风险分析对于优化系统设计和提升系统稳定性与可靠性具有重要指导意义,研究为类似新兴能源系统的风险识别提供了参考和借鉴。

关键词：安全工程压缩空气储能风险因素识别系统分析系统论过程分析

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D-A共轭聚合强化光电性能及光催化CO_(2)转化

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化工进展 2024年第1期43卷 292-301页

作者：于笑笑巢艳红刘海燕朱文帅刘植昌中国石油大学(北京)理学院北京102249 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249 江苏大学化学化工学院江苏镇江212013

2,6-二溴蒽醌(2,6-dibromoanthraquinone,AQ)分别与三(4-乙炔苯基)胺(tris(4-ethynylphenyl)amine,TEA)和1,3,5-三乙炔基苯(1,3,5-triethynylbenzene,TEB),通过Sonogashira偶联反应制备得到两种蒽醌功能化的给体-受体(D-A)共轭聚合物催化剂(AQ-TEA和AQ-TEB)。采用FTIR、XPS、XRD和TEM对其化学结构和形貌进行了表征。通过固体紫外/可见漫反射光谱、稳态荧光光谱、时间分辨荧光光谱和电化学表征探究了两种催化材料的光学和电学性能。结果表明,三(4-乙炔苯基)胺与2,6-二溴蒽醌构筑的AQ-TEA表现出更强的可见光吸收和电荷转移性能。研究了两种光催化剂在H2O环境下光还原CO_(2)的催化性能。特别是AQ-TEA表现出更好的光催化性能,其CO的生成速率为392μmol/(g·h),是AQ-TEB的1.8倍。基于实验和理论计算的结果,推测共轭聚合物中强的分子内电荷转移(intramolecular charge transfer,ICT)可促进其光吸收、光电转换和光催化效率的提升。本研究为设计和制备高效的光催化活性共轭聚合物催化剂提供了新的思路。

关键词：聚合物催化剂光化学二氧化碳

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铁离子掺杂TiO_(2)的制备及其光催化性能

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材料研究学报 2022年第11期36卷 862-870页

作者：荆倩曹晗刘方园郗会娟李超祥邵韵航曹美文夏永清王生杰中国石油大学(华东)化学工程学院青岛266580

将Bola型两亲性短肽KI_(3)E在水溶液中组装成稳定的纤维状结构,以其自组装体作为有机模板并使用氨丙基三乙氧基硅烷为结构导向剂,利用其对TiO_(2)前驱体-二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛的水解催化作用以及肽模板与铁离子之间的分子识... 详细信息

将Bola型两亲性短肽KI_(3)E在水溶液中组装成稳定的纤维状结构,以其自组装体作为有机模板并使用氨丙基三乙氧基硅烷为结构导向剂,利用其对TiO_(2)前驱体-二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛的水解催化作用以及肽模板与铁离子之间的分子识别作用在TiO_(2)矿化沉积的同时引入铁离子,在温和的水溶液中制备出铁离子掺杂TiO_(2)纳米材料。使用TEM、BET、UV-vis DRS、XPS、XRD等手段对其结构和性能进行了表征。结果表明,铁元素以Fe2+/Fe3+的形式存在于TiO_(2)晶格中,抑制了晶体生长并使晶粒尺寸变小。同时,铁离子的掺杂减小了TiO_(2)的禁带宽度,提高了对可见光的响应和催化性质。铁离子掺杂量为0.5%TiO_(2),其光催化性能最好。

关键词：无机非金属材料 TiO_(2) 离子掺杂 Bola型两亲性短肽光催化

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基于差示扫描量热法的费托蜡非等温结晶动力学

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 209-216页

作者：谢浩东张帆张胜振陈胜利北京低碳清洁能源研究院北京102211 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249

以滴熔点为113、104、92、83、78和73℃的6种窄馏分费托蜡为研究对象,采用差示扫描量热法(DSC)研究其在不同冷却速率下的非等温结晶过程,应用Jeziorny法和莫志深法对结晶动力学参数进行理论预测,通过Kissinger方程计算非等温结晶活化能... 详细信息

以滴熔点为113、104、92、83、78和73℃的6种窄馏分费托蜡为研究对象,采用差示扫描量热法(DSC)研究其在不同冷却速率下的非等温结晶过程,应用Jeziorny法和莫志深法对结晶动力学参数进行理论预测,通过Kissinger方程计算非等温结晶活化能。结果表明:不同蜡样品的非等温结晶过程相似,并且结晶过程依赖于冷却速率;所采用的动力学模型与试验数据吻合良好,Avrami指数n平均值在1~2之间,说明结晶过程为二次成核,成核后生长形成棒状或纤维状晶体;蜡样品的非等温结晶活化能越小或冷却速率越快,越容易发生结晶。

关键词：费托蜡差示扫描量热法非等温结晶结晶动力学结晶活化能

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Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)催化正己烷异构化反应动力学模型

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石油学报（石油加工） 2023年第2期39卷 300-309页

作者：张孔远崔孟达黄仁强马亮刘晨光中国石油大学(华东)化学工程学院山东青岛266580

采用共沉淀法制备SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-Al_(2)O_(3),等体积浸渍法制备Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)固体超强酸催化剂,采用5mL连续固定床反应装置评价了反应温度、反应压力、氢/油体积比和体积空速对Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)催化剂催化正己烷临氢异构化反应活性的影响。进行拟一级动力学模型验证,建立正己烷异构化一级反应网络动力学模型。结果表明:增加反应压力和体积空速,正己烷转化率降低;随着氢/油体积比、反应温度的升高,正己烷转化率提高。在180~200℃范围内,正己烷在Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)催化剂上的临氢异构化反应可以视为简单拟一级可逆反应,反应活化能Ea为81.84kJ/mol,指前因子A为1.57×10^(9)h^(-1);建立的拟一级反应网络动力学模型与实验结果拟合较好,各步反应活化能在76~127kJ/mol之间。

关键词：正己烷固体超强酸催化剂临氢异构化动力学模型

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具有柔性拓扑结构的厂际多周期换热网络优化

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化工学报 2023年第11期74卷 4634-4644页

作者：李孟原崔祎王彧斐杨路李海东张奇琪常承林中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249 重庆大学化学化工学院重庆401331 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027

针对厂际多周期换热网络优化,提出了一种考虑柔性设计的数学规划模型,旨在解决现有网络设计缺乏灵活性及无法适应生产波动等问题。该模型由两个子模型组成,第一个子模型通过厂际热集成的超结构模型优化各个周期内的换热网络结构,第二个... 详细信息

针对厂际多周期换热网络优化,提出了一种考虑柔性设计的数学规划模型,旨在解决现有网络设计缺乏灵活性及无法适应生产波动等问题。该模型由两个子模型组成,第一个子模型通过厂际热集成的超结构模型优化各个周期内的换热网络结构,第二个子模型以年度总成本费用为目标函数,优化换热器面积与热负荷。在每个工厂内,所有换热器都具有共享功能,通过开闭阀门调整过程物流走向,改变网络结构以完成热量传递任务。案例测试表明最小网络年度总成本费用为210919.4 USD·a^(-1),需要设置13台共享换热器,其中工厂1有6台,工厂2有4台,工厂3有3台。提出的厂际多周期换热网络优化模型具有设计灵活性高、应对生产环境变化能力强等特点,为企业提供了一种更为智能且高效的换热网络设计方法。

关键词：换热网络多周期换热器柔性设计

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基于k-means机器学习方法的气固循环流化床颗粒聚团特性

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化工进展 2025年第2期44卷 625-634页

作者：孙俭张海勇王成秀孙泽能蓝兴英高金森祝京旭中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249 加拿大西安大略大学化学与生物工程学院安大略伦敦N6A 5B9

循环流化床因其优良的气固接触特性在工业生产中的应用十分广泛。颗粒聚团的存在影响着气固相互作用和传热传质,进而影响产品收率和选择性。为了更高效和深入地研究循环流化床内的颗粒聚团现象,本研究利用高速摄像系统对U_(g)=5~9m/s、G... 详细信息

循环流化床因其优良的气固接触特性在工业生产中的应用十分广泛。颗粒聚团的存在影响着气固相互作用和传热传质,进而影响产品收率和选择性。为了更高效和深入地研究循环流化床内的颗粒聚团现象,本研究利用高速摄像系统对U_(g)=5~9m/s、G_(s)=50~300kg/(m^(2)·s)的二维循环流化床内的流场结构进行了可视化采样。采用k-means机器学习算法辅助图像处理,实现复杂流场中颗粒聚团的识别以及定量表征。结果表明,当U_(g)=9m/s时,随着G_(s)由50kg/(m^(2)·s)增大至300kg/(m^(2)·s),颗粒聚团频率由116Hz增加到327Hz,增长了近2倍。平均颗粒聚团浓度在横向截面中心区域y/Y=0~0.7处分布较为均匀,在y/Y=0.7~0.9的边壁处迅速增大。边壁处平均颗粒聚团浓度的变化幅度约为中心区域的3倍。平均颗粒聚团速度以及平均颗粒等效直径在横向上均表现出相同的变化趋势,均由中心向边壁递减。结合实验数据,对不同聚团参数进行拟合,获得了定量预测各个参数的关联式。对比实验数据与预测数据发现,本实验建立的定量关联式获得的预测结果相对误差均在30%以下。本研究结果定量地揭示了循环流化床内各颗粒聚团特性的分布规律,可以为循环流化床气固流动模型开发和过程强化提供数据参考。

关键词：流态化循环流化床 k-means机器学习颗粒聚团预测

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