检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王鑫杨海涛余睿捷程佳鑫朱庆山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中国科学院绿色过程制造创新研究院

全面控制温室气体排放,应对气候变化,是保护人类家园的共同关切。2016年的《巴黎协定》设定了在本世纪下半叶实现温室气体净零排放的目标。钢铁行业占全球二氧化碳排放量的10%以上,其中约70%来自炼铁过程。钢铁行业的低碳转型,对我国乃... 详细信息

全面控制温室气体排放,应对气候变化,是保护人类家园的共同关切。2016年的《巴黎协定》设定了在本世纪下半叶实现温室气体净零排放的目标。钢铁行业占全球二氧化碳排放量的10%以上,其中约70%来自炼铁过程。钢铁行业的低碳转型,对我国乃至世界"碳达峰、碳中和"总体目标的实现至关重要。目前,在高炉炼铁和非高炉炼铁过程中都做出了巨大的努力来减少排放。电解炼铁已成为非高炉炼铁中低碳处理铁矿粉的重要方法。电解炼铁主要有三条技术路线。高温熔融电解铁在约1600℃,通过惰性阳极和更稳定的熔融氧化物电解液层选择性还原铁,类似于电解铝的生产。面临的挑战是缺乏合适的电解质体系、阳极材料等,目前可用阳极材料仅有铱、铂和铬合金。该技术最早的发明者是麻省理工学院的Sadoway教授,他最初的想法是在月球上用电解的方法产生氧气,金属铁作为副产品。2013年成立Boston Metal公司,到目前为止,融资了3.7亿美元。最近的一个进展是在巴西建成工厂,2026年计划进行产业化。碱性溶液电解铁在约110℃,将铁矿石引入到电解槽,在电流流过电极时,赤铁矿被吸引到阴极,逐步还原为磁铁矿、氧化亚铁、金属铁。面临的挑战主要有:Fe2O3不导电、溶解度低;对杂质敏感、造成法拉第效率低;碱性溶液的粘度较高。目前,ArcelorMittal公司花大量的时间去做这件事,近些年发表了很多专利。该公司在2023年做成1m大小的铁板,并计划到2027年,建设一座年产能8万吨示范装置。酸性溶液电解铁在60～80℃下进行,反应条件温和,面临的挑战是存在析氢副反应,对pH较为敏感。2022年,ElectraSteel公司筹集了8500万美元,开展酸性溶液电解铁。做成单块4kg重的铁板,计划生成1m2、80kg的板材。2020年以来,中国科学院过程工程研究所开展绿电低温电解铁,2023年已生产出0.5m×0.5m大小的高纯铁板,并推进扩大试验,在此基础上,开展万吨级工业示范。低碳减排是对钢铁冶炼行业的全新挑战,是我国实现双碳目标的关键。希望本工作能够为推进电解炼铁的基础理论和技术研究做出贡献,并为钢铁工业的低碳冶金提供支持。

关键词：电解炼铁低碳冶炼绿色电解研究进展

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窄粒径分布的液体石蜡相变微胶囊制备及性能表征

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过程工程学报 2022年第6期22卷 745-753页

作者：张英王会次恩达李晓卿李建强湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室中国科学院绿色过程与工程重点实验室(中国科学院过程工程研究所)北京100190 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 中国科学院大学北京100049 华北理工大学建筑工程学院河北唐山063210 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

目前相变微胶囊的制备普遍采用传统的机械搅拌乳化方法,获得微胶囊的粒径大小难以控制,粒径分布范围较大。本工作采用快速膜乳化技术结合原位聚合法获得窄粒径分布的液体石蜡/密胺树脂相变微胶囊。研究发现,过膜压力和过膜次数对相变微... 详细信息

目前相变微胶囊的制备普遍采用传统的机械搅拌乳化方法,获得微胶囊的粒径大小难以控制,粒径分布范围较大。本工作采用快速膜乳化技术结合原位聚合法获得窄粒径分布的液体石蜡/密胺树脂相变微胶囊。研究发现,过膜压力和过膜次数对相变微胶囊的粒径大小和分布影响较大,当微孔玻璃膜孔径固定时,调节过膜压力和过膜次数可以控制微胶囊的粒径大小和分布。当使用孔径为10.1μm的微孔玻璃膜时,采用过膜压力为0.2 MPa、过膜次数为4次时,可以获得粒径分布最窄的液体石蜡相变微胶囊。此时微胶囊的平均粒径为10.84μm,相对标准偏差仅为0.16,远小于机械搅拌乳化制备的微胶囊的粒径相对标准偏差。且微胶囊表面光滑致密,无明显团聚,具有良好的耐热性能和冷/热循环稳定性,微胶囊包裹率约为80%。此外,快速膜乳化技术的引入大大提高了乳化效率,从而显著提高了微胶囊制备效率,对其他窄粒径分布的低温烷烃相变微胶囊的批量化制备具有重要意义。

关键词：快速膜乳化技术相变材料微胶囊液体石蜡原位聚合

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一种螺旋翅片式相变储热单元的储热优化模拟

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储能科学与技术 2021年第2期10卷 514-522页

作者：王君雷徐祥贵孙通姚华宋民航王燕黄云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 中国科学院大学北京100049 中科院过程工程研究所南京绿色制造产业创新研究院江苏南京211135

列管式换热器在相变储热领域应用广泛,但由于部分相变材料热导率偏低,导致相变换热器的换热性能较差,因此提高相变储热单元的换热效率从而缩短固液相变时间是研究重点之一。本文开展列管式相变储热单元储热过程的三维非稳态模拟工作,研... 详细信息

列管式换热器在相变储热领域应用广泛,但由于部分相变材料热导率偏低,导致相变换热器的换热性能较差,因此提高相变储热单元的换热效率从而缩短固液相变时间是研究重点之一。本文开展列管式相变储热单元储热过程的三维非稳态模拟工作,研究了翅片型式、螺旋翅片厚度、数目及螺旋周期对储热性能的影响规律,并探讨了相变材料熔化过程中平均温度、液相率以及储热量的变化趋势。模拟结果表明,与平板翅片相比,螺旋翅片储热单元熔化时间可缩短12.21%;随着螺旋翅片的厚度、数目、螺旋周期增加,虽储热量略降,但相变材料的熔化时间缩短,换热性能不断提升。

关键词：储热换热器性能优化数值模拟螺旋翅片

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基于脉冲喷射技术的硫系玻璃光纤制备方法探索

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硅酸盐通报 2022年第11期41卷 3756-3760,3767页

作者：郭永昶李粲冯少尉陶海征王会李建强北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 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 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190

硫系玻璃光纤因具有独特的红外光学特性,在红外成像、激光传输和传感等诸多领域具有广阔的应用前景。目前,硫系玻璃光纤的拉制方法主要包括双坩埚法和预制棒拉制法。其中,双坩埚法装置复杂,预制棒拉制法需要提前制备高质量的预制棒。此... 详细信息

硫系玻璃光纤因具有独特的红外光学特性,在红外成像、激光传输和传感等诸多领域具有广阔的应用前景。目前,硫系玻璃光纤的拉制方法主要包括双坩埚法和预制棒拉制法。其中,双坩埚法装置复杂,预制棒拉制法需要提前制备高质量的预制棒。此外,这两种方法均要求玻璃具有较高的抗析晶能力,限制了硫系玻璃光纤新材料的开发。本工作创新性地将脉冲喷射技术引入到硫系玻璃光纤制备领域,通过硫系玻璃光纤纤芯的拉制,探索该方法在玻璃光纤制备上的可行性。通过对玻璃熔体施加持续性的脉冲扰动,坩埚底部小孔处能产生连续的射流,并且在下落过程中发生凝固,从而获得玻璃纤芯。采用该方法,成功制备了一种组成为Ge_(28)Sb_(12)Se_(60)的玻璃光纤纤芯。脉冲喷射法具有装置简单、操作容易等优点,通过连续且规律的脉冲和坩埚内外压力差实现硫系玻璃光纤的拉制,与传统依靠重力拉制的方法相比,脉冲喷射法具有更为丰富的调控手段,从而为新型硫系玻璃光纤的制备提供参考。

关键词：红外玻璃玻璃光纤硫系玻璃 Ge-Sb-Se玻璃光纤纤芯制备脉冲喷射法

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连续操作密相流化床颗粒停留时间分布特性模拟放大研究

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化工学报 2021年第1期72卷 521-533页

作者：兰斌徐骥刘志成王军武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 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院上海201208

采用基于GPU(graphics processing unit)大规模并行的粗粒化CFD-DEM(computational fluid dynamicsdiscrete element method)方法,耦合多分散、非球形颗粒曳力模型,对连续操作的三维流化床进行了长时间颗粒停留时间模拟。通过对不同尺寸... 详细信息

采用基于GPU(graphics processing unit)大规模并行的粗粒化CFD-DEM(computational fluid dynamicsdiscrete element method)方法,耦合多分散、非球形颗粒曳力模型,对连续操作的三维流化床进行了长时间颗粒停留时间模拟。通过对不同尺寸(长度)流化床的模拟发现不同粒径颗粒平均停留时间(mean residence time,MRT)与流化床长度呈线性关系,该关系可以用来预测更大尺寸流化床内的颗粒停留时间。随着流化床长度的增加,不同粒径颗粒MRT的差异变大,说明流化床长度的增加对不同尺寸颗粒的停留时间具有一定的调控能力。

关键词：气固流多分散颗粒停留时间分布离散模拟放大

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金属钒的制备方法综述

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过程工程学报 2021年第10期21卷 1117-1131页

作者：卢伟亮张盈孙沛郑诗礼乔珊张洋李平张懿中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 钒钛资源综合利用国家重点实验室四川攀枝花617000 犹他大学材料科学与工程系美国盐湖城84112

金属钒性能特殊,素有“工业味精之称”,在冶金、化工、航空、能源、原子能等领域应用广泛。金属钒属于稀有高熔点活泼金属,其高纯金属制备困难,目前主流的制备方法为铝热还原钒氧化物制备粗钒与粗钒真空熔炼提纯的联合工艺,该法能耗高... 详细信息

金属钒性能特殊,素有“工业味精之称”,在冶金、化工、航空、能源、原子能等领域应用广泛。金属钒属于稀有高熔点活泼金属,其高纯金属制备困难,目前主流的制备方法为铝热还原钒氧化物制备粗钒与粗钒真空熔炼提纯的联合工艺,该法能耗高、钒收率低。基于钒氧化物和钒氯化物的热力学性质,研究者还提出了诸多含钒前驱体还原制备粗钒及粗钒精炼制备高纯钒的方法,具体包括钙热还原、镁热还原、真空碳热还原、硅热还原、碳热还原-氮化热分解、熔盐电解脱氧等粗钒制备方法,及熔盐电解精炼、碘化物热分解、固态电迁移等粗钒精炼方法。本工作对上述粗钒制备及粗钒精炼涉及的十余种方法开展了较全面的综述,论述了这些方法的基本原理、技术特点、效果及问题等,以期为高纯金属钒的新制备技术研发和技术升级提供全面的参考依据。

关键词：金属钒粗钒精炼热还原电解

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双蛋壳Ru纳米颗粒催化L-赖氨酸高效脱羧合成戊二胺

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工业催化 2024年第7期32卷 66-72页

作者：辛宗武马占玲秦绍杰黄玉红龙子湖新能源实验室郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450000 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京海淀区100190

戊二胺是生物基尼龙56的核心单体,以廉价且产能过剩的L-赖氨酸为原料,通过一步多相催化脱羧合成戊二胺,实现绿色高值化利用。L-赖氨酸脱羧需在强酸体系下进行,提高Ru基催化剂稳定性是共性科学难题之一。采用原位水热合成方法,设计制备... 详细信息

戊二胺是生物基尼龙56的核心单体,以廉价且产能过剩的L-赖氨酸为原料,通过一步多相催化脱羧合成戊二胺,实现绿色高值化利用。L-赖氨酸脱羧需在强酸体系下进行,提高Ru基催化剂稳定性是共性科学难题之一。采用原位水热合成方法,设计制备双蛋壳包裹的钌催化剂,首先利用FAU孔道实现Ru纳米颗粒的高分散,其次在外层原位生长硅壳silicate-1(S-1),提高催化剂在酸体系下的稳定性。表征结果显示,双蛋壳包裹的Ru/FAU@S-1催化剂外层硅元素明显富集。在戊二胺合成反应中,Ru/FAU@S-1催化活性很高,L-赖氨酸转化率高达81.5%,戊二胺选择性65.8%,循环使用5次后催化效果无明显下降,催化剂稳定性得到显著改善。

关键词：精细化学工程双蛋壳包裹钌纳米颗粒催化脱羧 L-赖氨酸戊二胺

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高马赫数低雷诺数条件下圆球绕流曳力系数

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空气动力学学报 2021年第3期39卷 201-208,I0004页

作者：李瑞元陈飞国葛蔚张永民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 中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

圆球绕流曳力系数通常表示为雷诺数的函数。而随着马赫数增大,曳力系数与马赫数的相关性逐渐增强。本文应用硬球-拟颗粒模型方法模拟研究1≤Re≤20和0.1≤Ma≤3条件下的圆球绕流过程。分析了模拟区域设置和拟颗粒-圆球作用的热适应系数... 详细信息

圆球绕流曳力系数通常表示为雷诺数的函数。而随着马赫数增大,曳力系数与马赫数的相关性逐渐增强。本文应用硬球-拟颗粒模型方法模拟研究1≤Re≤20和0.1≤Ma≤3条件下的圆球绕流过程。分析了模拟区域设置和拟颗粒-圆球作用的热适应系数对曳力系数结果的影响,得到合适的区域设置条件和热适应系数,获得高马赫数低雷诺数条件下圆球绕流曳力系数,并依此初步建立1≤Re≤20和0.1≤Ma≤3范围内马赫数对曳力系数的修正模型。

关键词：圆球绕流曳力系数硬球-拟颗粒模型雷诺数马赫数

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亚氧化钛电极的制备及其在废水处理中的应用

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工业水处理 2022年第11期42卷 56-64页

作者：杨泽坤刘永杨海涛胡超权李红涛景海龙南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001 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 中科南京绿色制造产业创新研究院江苏南京211135

随着工业的不断发展,有机废水处理已成为当前环境污染控制的重点与难点,传统的生物法难以满足处理要求,水环境面临很大的污染问题。亚氧化钛材料电化学性能优异,电导率可达1500 S/cm,化学稳定性强,耐腐蚀,适用于各种难降解废水的电化学... 详细信息

随着工业的不断发展,有机废水处理已成为当前环境污染控制的重点与难点,传统的生物法难以满足处理要求,水环境面临很大的污染问题。亚氧化钛材料电化学性能优异,电导率可达1500 S/cm,化学稳定性强,耐腐蚀,适用于各种难降解废水的电化学处理,具有高效、低耗的特点。详细总结了亚氧化钛材料的制备方法及其在电催化氧化水处理工艺中的应用。亚氧化钛电极主要分为涂层电极和一体式电极。亚氧化钛涂层电极主要通过在基体上沉积或是涂覆亚氧化钛涂层而制得;亚氧化钛一体式电极主要是通过将TiO_(2)粉末压制成型,烧结之后还原进行制备,或是将Ti_(4)O_(7)粉末压制后再烧结成型而制备。亚氧化钛材料稳定性好、析氧电位高、成本低,在对药物、染料和酚类等有机废水的处理中已取得较好的应用研究成果。

关键词：亚氧化钛难降解废水电化学电极电催化氧化

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中石化典型地区气化炉渣基础物性分析研究

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洁净煤技术 2021年第3期27卷 101-108页

作者：杨宏泉孙志刚曲江山曾宪松张建波李少鹏李会泉中石化宁波技术研究院有限公司浙江宁波315103 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程中科院重点实验室北京100190 湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

随着煤炭资源高值转化技术的不断开发与升级,气化渣是我国近年来产生的重要固废,年产生量巨大,对环境造成严重的污染。针对气化渣的资源属性,目前以低端建工建材和高端陶瓷等铝硅复合材料制备两大方面为主,但随着我国基础设施建设日趋完... 详细信息

随着煤炭资源高值转化技术的不断开发与升级,气化渣是我国近年来产生的重要固废,年产生量巨大,对环境造成严重的污染。针对气化渣的资源属性,目前以低端建工建材和高端陶瓷等铝硅复合材料制备两大方面为主,但随着我国基础设施建设日趋完善,建工建材利用日趋饱和,因此气化渣高值转化利用成为当前的研究热点。但因缺乏对气化渣自身元素/物质组成的稳定性、赋存状态等方面的认识,目前多数复合材料制备处于实验室研究阶段,尚不足以实现工业化生产。以中石化不同地区气化渣为原料,分别考察不同地区细渣/粗渣的元素组成、物质组成、微观形貌及元素赋存形态,明确气化渣以铝硅酸盐玻璃体(约40%)和无定型碳颗粒(5%~50%)为主,铝硅含量总量在40%左右,铁钙含量在20%~40%,大部分钙铁与其形成共熔体,少部分钙铁单独存在;细渣和粗渣的主要区别在于粗渣颗粒含碳量(5%~20%)比细渣(20%~50%)低,细颗粒含碳量高,粗颗粒玻璃相反应活性高于细渣。

关键词：气化渣元素组成物质组成微观形貌元素赋存

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