检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2024年

作者：戴友志朱干宇孟子衡李会泉徐成金孙国新李防贺雷张永芳济南大学水利与环境学院中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所中国科学院大学化学工程学院济南大学化学与化工学院宜都兴发化工有限公司

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高，制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料，是磷化工领域内的研究热点和前沿。本文采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离，研究了不同... 详细信息

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高，制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料，是磷化工领域内的研究热点和前沿。本文采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离，研究了不同萃取剂、萃取剂含量、萃取时间、萃取温度、萃取O/A比(萃取相与磷酸体积比)和萃取级数对磷酸中铁铝杂质萃取分离效果的影响规律，筛选出最优条件：N,N-N-正辛胺二亚甲基苯基膦酸(OADMPPA)萃取剂、萃取剂含量20wt%、萃取时间3 min、温度25℃、单级O/A比1:1、错流3级萃取，最优萃取条件下，Al、Fe萃取率分别为54.5%和99.6%，磷酸中铝和铁含量分别由0.857%和0.175%分别降至0.401%和0.001%,MER值(磷酸中铝铁镁对应氧化物含量之和与五氧化二磷含量比)由9.037%降至7.227%。随后，针对O/A比1:1单级萃取条件下得到的负载Al、Fe的萃取剂，进行反萃工艺优化，筛选出草酸铵为最优反萃剂，优化的反萃条件：温度25℃、错流5级反萃、单级O/A比2:1、反萃时间15 min、反萃剂浓度0.2 mol/L，在优化反萃条件下，负载萃取剂Al、Fe的反萃效果分别达96.4%和88.3%，基本实现负载萃取剂Al、Fe有效反萃。最后开展了萃取剂铝铁萃取机理研究，通过对萃取过程中化学计量数计算、傅里叶红外分析，明确萃取过程中1分子Al和1分子Fe分别与1.5分子和2分子OADMPPA萃取剂结合，作用官能团为P=O和P-O-H键，同时，Al、Fe的萃取过程存在竞争机制，Fe更易被萃取。

关键词：湿法磷酸铁铝杂质萃取反萃机理

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废SCR催化剂含钒砷碱浸液选择性分离工艺

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有色金属（冶炼部分） 2024年第9期 102-108页

作者：刘林峰胡文斌李兵王兴瑞王晨晔李会泉中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 中国恩菲工程技术有限公司北京100038

碱浸法被广泛应用于从废脱硝催化剂中浸取回收钒、钨等有价资源。由于钒和砷的化学性质相似,在碱浸过程中,砷与钒一同溶解到浸出液,导致后续钒元素回收困难,并且处理过程产生有毒废水,危害环境安全。提出了同步钙沉—酸溶—铁盐除砷—... 详细信息

碱浸法被广泛应用于从废脱硝催化剂中浸取回收钒、钨等有价资源。由于钒和砷的化学性质相似,在碱浸过程中,砷与钒一同溶解到浸出液,导致后续钒元素回收困难,并且处理过程产生有毒废水,危害环境安全。提出了同步钙沉—酸溶—铁盐除砷—钙盐沉钒工艺,在钙沉过程中,通过加入氢氧化钙将钒和砷转化为钒酸钙和砷酸钙固定下来,实现了钒砷高效沉淀与碱溶液回收。酸溶后,采用硫酸亚铁沉淀法实现了酸液中钒砷的有效分离,砷以砷酸铁的形式固定在沉淀渣中。最佳工艺条件为:H 2O 2预氧化30 min、溶液初始pH=3.0、反应温度30℃、反应时间3 h。砷的沉淀率为97.26%,钒的损失率为1.84%。向获得的含钒滤液中加入氢氧化钙得到钒酸钙。该工艺实现了废SCR脱硝催化剂碱性浸出液中钒、砷的高效分离,同时实现了高碱度溶液的回收。

关键词：废SCR催化剂钒脱砷沉淀钒酸钙

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冰水界面动态结构的分子动力学模拟研究

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化工学报 2022年第3期73卷 1315-1323页

作者：王瑞任瑛陈卫韩永生中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化工学院北京100049 中国科学院粉体材料技术重点实验室北京100190

为了探究结冰过程冰水界面结构的动态复杂性,利用分子动力学模拟方法构建微观的冰水两相共存模型,研究了冰水两相界面结构随温度和晶面的变化规律。结果表明,当冰水两相达到平衡时,冰水界面结构中存在无序水分子和有序冰晶结构的可逆动... 详细信息

为了探究结冰过程冰水界面结构的动态复杂性,利用分子动力学模拟方法构建微观的冰水两相共存模型,研究了冰水两相界面结构随温度和晶面的变化规律。结果表明,当冰水两相达到平衡时,冰水界面结构中存在无序水分子和有序冰晶结构的可逆动态转变,造成了界面结构的不均匀性。在改变环境温度和晶面类型时,冰水界面结构表现出不同的分布规律。在相同的温度下,一次棱柱面和二次棱柱面的界面层厚度比基面的略薄,而棱柱面水分子排列的有序性强,且存在分子间氢键的三维网络重组。当过冷度较大时,界面结构趋于六元环排列的有序状态,界面内无序水分子增多,同时水分子在界面层内的停留时间增长。从分子尺度上阐明了冰水体系界面结构的变化规律,对理解结冰过程和发展控冰技术具有一定的指导意义。

关键词：分子模拟冰水界面动态结构序参量结冰

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基于OpenFOAM的精馏塔内气液两相流传热传质模拟

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过程工程学报 2024年第4期24卷 391-402页

作者：焦云鹏周晓庆陈建华中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110142

对于精馏塔内的多相传质过程,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)不仅可用于模拟流动现象,而且可以用于研究传热传质过程及其与流动的相互作用规律。基于之前精馏塔板气液流动模拟的研究工作,本研究应用OpenFOAM平台的多... 详细信息

对于精馏塔内的多相传质过程,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)不仅可用于模拟流动现象,而且可以用于研究传热传质过程及其与流动的相互作用规律。基于之前精馏塔板气液流动模拟的研究工作,本研究应用OpenFOAM平台的多相流求解器,考虑了能量方程与组分输运方程,构建了精馏体系的传热传质模型,分别对环己烷-正庚烷理想体系与乙醇-水非理想体系进行了模拟,并分析了塔板上气液两相流动、组分浓度及温度等参数的分布规律。对于理想体系,理想溶液传质模型能够较准确地预测多层塔板上的温度及浓度场;对于非理想体系,需要在理想溶液传质模型的基础上引入活度系数模型,为此对比了UNIQUAC与NRTL两种活度系数模型的效果。在当前模拟框架下,引入活度系数模型有助于提升非理想体系温度场与浓度场的模拟精度,两种活度系数模型预测的整体趋势与文献结果基本一致,但在数值上UNIQUAC模型与文献结果吻合更好。此外,气液两相流场与浓度场分布的对比分析表明,液相的循环流动能够提升塔板的局部传质效率,导致液相入口与塔板堰处的效率高于塔板中心,但是循环区域内气液两相无法及时更新,将导致塔板整体传质效率下降。以上研究有望用于精馏塔板的设计与优化,为提高精馏塔传质效率、降低精馏能耗提供指导,对于其他气液两相流的CFD传热传质模拟也具有参考价值。

关键词：气液两相流精馏热态模拟传热与传质 OpenFOAM

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红河断裂带在莺歌海盆地的延伸——中央断裂的识别

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地质学报 2025年第3期99卷 704-718页

作者：付永涛陈鹳霏吴涛王万银徐涛王丁丁周章国杨安中国科学院海洋地质与环境重点实验室中国科学院海洋研究所山东青岛266071 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028 青岛海洋科学与技术试点国家海洋实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 中国科学院大学北京100049 中海石油(中国)有限公司海南分公司海南海口570311 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054

红河断裂带的早期左行和后期右行走滑剪切作用对莺歌海盆地的构造演化和沉积过程具有重要的控制作用。虽然在莺歌海盆地的中央坳陷北部和南部已识别出红河断裂,但仍不清楚红河断裂带在中央坳陷是如何延伸的,因此对莺歌海盆地的构造演化... 详细信息

红河断裂带的早期左行和后期右行走滑剪切作用对莺歌海盆地的构造演化和沉积过程具有重要的控制作用。虽然在莺歌海盆地的中央坳陷北部和南部已识别出红河断裂,但仍不清楚红河断裂带在中央坳陷是如何延伸的,因此对莺歌海盆地的构造演化和沉积过程研究造成了一定影响。目前多基于盆地东侧的1号断裂和西侧的莺西断裂为边界,研究莺歌海盆地的构造演化。本文基于莺歌海盆地卫星测高重力异常,采用重力异常归一化总水平导数垂向导数(NVDR-THDR)方法厘定了中央断裂的分布,且在中央坳陷北部和中部得到了2D地震剖面的证实。中央断裂是红河断裂带在莺歌海盆地的延伸,在东方底辟区以北发育左阶断层,在平面上形成向东的错断;在昌南底辟区以东为数条平行断层组成的断裂带,在乐东底辟区发展为左行左阶断层系,发育了乐东南洼陷(拉分盆地)。地震剖面显示中央断裂在中央坳陷的埋深较大,在双程旅行时长大于6 s的深度以下,依据地层层序判断其主要活动期为早于30 Ma并持续至15.98 Ma。依据双界面模型快速反演方法计算的莺歌海盆地沉积物厚度,在中央坳陷发育5个厚度大于15 km的沉降中心。总体上,中央断裂以西为沉降中心,以东为沉积深度变浅的梯度带。同时,中央坳陷的5个底辟构造带均分布于中央断裂以西,尤其是乐东区的左行左阶断层系对3个平行分布的底辟带有明显的控制作用。中央断裂对莺歌海盆地构造演化和油气勘探具有重要的意义。

关键词：红河断裂带莺歌海盆地中央坳陷中央断裂卫星测高重力异常沉积中心底辟

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面向空天动力用聚酰亚胺树脂基复合材料介尺度结构与调控

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化工学报 2022年第6期73卷 2352-2369页

作者：曾欣欣白慧娟俞娟黄培杨超徐俊波中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室江苏南京211800

基于面向空天动力用聚酰亚胺树脂基复合材料的背景,分析了复合材料面临的介尺度结构设计与调控的关键科学问题及研究思路。综述了国内外热塑性聚酰亚胺构-效设计、复合材料微/纳复合界面强化以及健康结构动态监测的基础研究,并提出了未... 详细信息

基于面向空天动力用聚酰亚胺树脂基复合材料的背景,分析了复合材料面临的介尺度结构设计与调控的关键科学问题及研究思路。综述了国内外热塑性聚酰亚胺构-效设计、复合材料微/纳复合界面强化以及健康结构动态监测的基础研究,并提出了未来的发展趋势。

关键词：复合材料介尺度热塑性聚酰亚胺微/纳界面强化动态监测

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碳氧官能团对煤焦低温还原NO的影响

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化工学报 2022年第5期73卷 2140-2148页

作者：王佳怡范垂钢李松庚中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学中丹学院北京100049 中国科学院大学化学工程学院北京100049

在450℃对神木煤制半焦还原NO进行研究,采用Raman、FT-IR、XPS等分析方法探究了半焦脱硝影响因素与其表面碳氧官能团的关系。结果表明:热解制焦温度、烟气中氧气浓度以及负载金属对脱硝效果的影响都与半焦表面碳氧官能团有关,降低热解... 详细信息

在450℃对神木煤制半焦还原NO进行研究,采用Raman、FT-IR、XPS等分析方法探究了半焦脱硝影响因素与其表面碳氧官能团的关系。结果表明:热解制焦温度、烟气中氧气浓度以及负载金属对脱硝效果的影响都与半焦表面碳氧官能团有关,降低热解温度、增大氧气浓度、负载金属均有利于增加C—O官能团。采用XPS表征对金属负载半焦表面的碳氧官能团进行分析,发现热力学相对稳定的C—O官能团含量与脱硝指标之间存在明显的线性关系(R^(2)>0.96)。研究进一步揭示了热力学稳定的C—O官能团在半焦脱硝过程的重要地位。

关键词：煤焦氮氧化物还原多相反应表面碳氧官能团

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气固多相催化剂内扩散和反应研究进展

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石油炼制与化工 2025年第1期56卷 30-39页

作者：李昕晖李成祥葛蔚沈阳化工大学沈阳110142 中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室中国科学院大学化学工程学院

化工过程中化学反应通常与传递过程共存,气固多相催化剂一般具有复杂多级孔道结构,其催化性能更是取决于其孔道内反应与扩散过程的耦合。揭示反应和扩散耦合规律,准确获得催化剂颗粒尺度上的反应动力学,对新型催化剂优化设计和制备具有... 详细信息

化工过程中化学反应通常与传递过程共存,气固多相催化剂一般具有复杂多级孔道结构,其催化性能更是取决于其孔道内反应与扩散过程的耦合。揭示反应和扩散耦合规律,准确获得催化剂颗粒尺度上的反应动力学,对新型催化剂优化设计和制备具有重要的科学研究意义和工业应用价值。综述了气固多相催化剂孔道内扩散和反应过程的最新研究进展和反应-扩散耦合的机制,重点介绍反应-扩散耦合模拟研究中的不同模型和方法及其在气固催化反应中的应用。指出将机器学习等人工智能方法和多尺度模拟相结合将会成为研究复杂催化反应体系的一种强大工具。

关键词：反应传递耦合拟颗粒多尺度介尺度分子模拟

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多三元环季铵自燃离子液体的合成及性能

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含能材料 2023年第9期31卷 870-879页

作者：蒋章姚远刘雪刘龙焦念明张延强中国科学院过程工程研究所中国科学院粉体材料技术重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110020 郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450000

以三元碳环作为张力能结构单元,合成了基于N,N‑(二环丙基甲基)环丙胺为阳离子,二氰胺根和氰基硼氢根为阴离子的系列离子液体。采用核磁(NMR)、红外光谱(IR)和高分辨率质谱(HRMS)等表征方法,确认了所得离子液体的结构,并对其物化性质(如... 详细信息

以三元碳环作为张力能结构单元,合成了基于N,N‑(二环丙基甲基)环丙胺为阳离子,二氰胺根和氰基硼氢根为阴离子的系列离子液体。采用核磁(NMR)、红外光谱(IR)和高分辨率质谱(HRMS)等表征方法,确认了所得离子液体的结构,并对其物化性质(如熔点、热分解温度、密度、粘度、生成焓、比冲和点火延迟时间)进行了测定或计算。结果表明:设计合成的10种离子液体均能与白烟硝酸(WFNA)发生自燃,氰基硼氢类离子液体与相应的二氰胺类离子液体相比,点火延迟时间更短。张力环结构的引入可提高离子液体生成焓(0.87~1.96 kJ∙g^(-1)),三元环结构紧凑的堆积有利于提高离子液体密度(1.01~1.18 g∙cm^(-3)),张力环基自燃离子液体表现出更高的密度比冲(436.7~454.4 s·g·cm^(-3))。分子结构中引入张力环基团为提高自燃离子液体的能量密度提供了新的思路。

关键词：离子液体自燃能量密度张力环推进剂

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基于工业化应用视角的低浓度甲烷催化燃烧催化剂研究进展

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石油炼制与化工 2024年第2期55卷 121-127页

作者：徐鑫李志齐健严媛杨鹏飞黄岚应急管理部信息研究院北京100029 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室

甲烷是具有快速增温效应的短寿命强势温室气体,我国以井工开采为主的煤矿开采方式使煤矿甲烷成为我国能源活动甲烷排放的最主要来源,但目前针对低浓度甲烷仍没有高效的利用方式。甲烷催化燃烧可在较低温度下将甲烷完全转化为二氧化碳,... 详细信息

甲烷是具有快速增温效应的短寿命强势温室气体,我国以井工开采为主的煤矿开采方式使煤矿甲烷成为我国能源活动甲烷排放的最主要来源,但目前针对低浓度甲烷仍没有高效的利用方式。甲烷催化燃烧可在较低温度下将甲烷完全转化为二氧化碳,是一种高效、环保的利用方式,有利于减少资源能源浪费,兼具环境、安全和能源效益。甲烷分子具有较高的结构稳定性,尤其是低浓度甲烷在温和条件下催化燃烧更具挑战性。基于工业应用视角,围绕实际工况条件对催化剂的要求,重点从催化剂的活性、热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性等4个方面的研究进展进行综述,分析甲烷催化燃烧催化剂应用面临的难点及未来发展趋势,旨在为开发适用于工业化应用的乏风瓦斯甲烷催化燃烧催化剂研究提供参考借鉴。

关键词：低浓度甲烷催化燃烧催化剂

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