检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2008年第4期8卷 660-666页

作者：刘会洲郭晨常志东杨超李洪钟陈家镛中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室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

对国内外化学化工过程中纳微结构界面的研究进行了综述.通过对一些典型实例的分析和讨论,指出纳微结构界面不仅是目前化学化工研究的热点,也是对化工过程传递规律新认识的基础.提出从分子结构出发,建立多种数学模型,从而有可能实现对化... 详细信息

对国内外化学化工过程中纳微结构界面的研究进行了综述.通过对一些典型实例的分析和讨论,指出纳微结构界面不仅是目前化学化工研究的热点,也是对化工过程传递规律新认识的基础.提出从分子结构出发,建立多种数学模型,从而有可能实现对化工过程中纳微结构界面的预测与调控.随着结构、界面与'三传一反'关系的理论与计算模型的确立,有可能建立过程工业装置设计、放大和调控的科学理论,化学工程科学将会进入一个新的里程.

关键词：化工过程纳微结构界面预测调控

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基于介尺度稳定性条件的多相流曳力与群体平衡模型

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化工学报 2022年第6期73卷 2427-2437页

作者：管小平杨宁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

介尺度结构和介尺度机制是化工、冶金、能源等过程工程中的重要科学问题。尽管多相流数理模型在过去的几十年中已取得长足进展,但仍存在准确性依赖可调参数、模型适用性有限、计算量大等问题,难以适应当前快速发展的新工艺和新过程开发... 详细信息

介尺度结构和介尺度机制是化工、冶金、能源等过程工程中的重要科学问题。尽管多相流数理模型在过去的几十年中已取得长足进展,但仍存在准确性依赖可调参数、模型适用性有限、计算量大等问题,难以适应当前快速发展的新工艺和新过程开发的需求。实际上,基于平均化方法的多流体方程组需要若干子模型封闭,如相间作用力、聚并/破碎核函数以及湍流模型等;这些子模型决定了多流体模型的模拟准确性。从介科学角度发展介尺度物理模型为解决这些问题提供了新的思路。模型可以解析多相流非均匀结构演化的控制机制,进而改进或重构子模型。总结了基于介尺度稳定条件的两类介尺度封闭模型:一类用于封闭相间动量传递,如介尺度曳力;另一类用于封闭离散相特征参数的演化,如介尺度群体平衡模型,计算气泡或液滴尺寸。进而综述了这些模型在流化床、鼓泡塔、气升式环流反应器、搅拌槽、转定子乳化器等多相流设备中的应用,并展望了未来发展方向和关键科学问题。

关键词：多相流介尺度曳力群体平衡模型计算流体力学

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超低碳炼铁技术路径分析

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化工进展 2022年第3期41卷 1391-1398页

作者：朱庆山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

2060年碳中和目标既使我国钢铁工业未来发展面临巨大挑战,又为其提供了换道超车的发展机遇。本文对绿氢直接还原、氧化铁熔融还原、碱性溶液电沉积铁、酸性溶液电沉积铁的发展历史和技术现状进行了综述。在全绿电炼铁场景下,本文对各种... 详细信息

2060年碳中和目标既使我国钢铁工业未来发展面临巨大挑战,又为其提供了换道超车的发展机遇。本文对绿氢直接还原、氧化铁熔融还原、碱性溶液电沉积铁、酸性溶液电沉积铁的发展历史和技术现状进行了综述。在全绿电炼铁场景下,本文对各种技术路线的理论和实际耗电进行了估算,从技术成熟度、电耗、技术难度、应用前景等方面,对各技术路径进行了对比分析,发现碱性溶液电沉积铁电耗最低,酸性溶液电沉积铁和电供热氢气熔融还原次之。从技术难度上看,氢气直接还原、酸性溶液电沉积铁技术难度较小,且都已完成一定规模的中试,氢气熔融还原炼铁、碱性溶液电沉积铁和氧化铁熔融电解炼铁技术都还处于概念或技术发展早期阶段。综合来看,氢气直接还原、酸性溶液电沉积铁和氢气熔融还原炼铁路线可望发展成为有竞争力的超低碳炼铁技术,而碱性溶液电沉积铁和氧化铁熔融电解炼铁技术难度较大,短期内恐难以取得较大突破。

关键词：超低碳炼铁直接还原氢冶金电冶金氢气熔融还原

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溶胶-凝胶原位合成钒钨钛催化剂及NH_3-SCR性能

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化工学报 2017年第10期68卷 3747-3754页

作者：郭凤余剑 Tran Tuyet-Suong 李长明许光文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

利用溶胶-凝胶技术原位合成V_2O_5-WO_3/TiO_2介孔结构脱硝催化剂。通过XRD、BET、SEM和XPS等手段对催化剂结构与组成进行表征,发现结构导向剂CTAB促进催化剂的比表面积和孔容的增加,促进催化剂活性组分的分散与裸露的V活性组分数量增加... 详细信息

利用溶胶-凝胶技术原位合成V_2O_5-WO_3/TiO_2介孔结构脱硝催化剂。通过XRD、BET、SEM和XPS等手段对催化剂结构与组成进行表征,发现结构导向剂CTAB促进催化剂的比表面积和孔容的增加,促进催化剂活性组分的分散与裸露的V活性组分数量增加;且随CTAB含量的增加,V4^+/V5^+的比值降低,即降低了催化剂表面钒物种的氧化能力,有利于提高催化剂的低温脱硝活性与高温选择性。催化活性评价结果表明,CTAB对催化剂的脱硝活性有显著促进作用,当CTAB的添加量为0.01(质量)时,催化剂的脱硝活性大于90%的温度窗口最宽为212~393℃,200℃时脱硝效率达85.6%。

关键词：溶胶-凝胶原位合成催化结构导向剂介孔结构

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负载铜的活性炭用于低浓度甲硫醇的吸附

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无机化学学报 2016年第6期32卷 1026-1032页

作者：刘海弟李伟曼马翔陈运法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

采用浸渍法制备了负载铜的木质活性炭样品,研究了负载量、灼烧温度对材料吸附低浓度甲硫醇的性能影响,研究发现负载量和灼烧温度均对材料性能有显著作用,其中最佳的灼烧温度为300℃,最佳负载量为0.7 mmol·g^(-1),采用低温氮吸附方... 详细信息

采用浸渍法制备了负载铜的木质活性炭样品,研究了负载量、灼烧温度对材料吸附低浓度甲硫醇的性能影响,研究发现负载量和灼烧温度均对材料性能有显著作用,其中最佳的灼烧温度为300℃,最佳负载量为0.7 mmol·g^(-1),采用低温氮吸附方法、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱法(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等方法对样品进行了表征和分析,从分析结果可知,材料的吸附性能和材料比表面、样品中Cu的价态及分散状况均存在一定关系。经过优化的样品对低浓度甲硫醇表现出了良好的吸附性能,其穿透时间比空白活性炭样品提高6倍以上。

关键词：甲硫醇吸附活性炭恶臭铜掺杂

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生物质与废塑料催化热解制芳烃(Ⅰ):协同作用的强化

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化工学报 2017年第10期68卷 3832-3840页

作者：惠贺龙李松庚宋文立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

采用两段式固定床对比研究了纤维素与高密度聚乙烯(HDPE)的单独物料催化热解、混合物催化热解和分段催化热解,对热解产物分布、目标产物产率及选择性以及催化剂积炭量等参数进行考察,拟从模型化合物水平探索生物质与塑料催化热解制芳烃... 详细信息

采用两段式固定床对比研究了纤维素与高密度聚乙烯(HDPE)的单独物料催化热解、混合物催化热解和分段催化热解,对热解产物分布、目标产物产率及选择性以及催化剂积炭量等参数进行考察,拟从模型化合物水平探索生物质与塑料催化热解制芳烃过程强化协同作用的可能性。结果表明,纤维素与HDPE的共催化热解(混合和分段催化热解)对芳烃的形成具有协同作用,且分段催化热解较混合催化热解表现出更显著的协同作用,可获得更高的芳烃产率及选择性,提高纤维素热解转化率并降低催化剂的积炭,其协同作用符合"双烯合成"反应理论。并结合HDPE催化热解验证实验对分段催化热解制芳烃过程协同作用的强化机理进行阐述。

关键词：生物质塑料催化热解芳烃协同作用

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难选铁矿流态化磁化焙烧研究进展与发展前景

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化工学报 2014年第7期65卷 2437-2442页

作者：朱庆山李洪钟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

我国有大量常规选矿方法难以利用的铁矿石资源,实现其利用可增加我国铁矿石资源可利用量,缓解铁矿石供应紧张的局面,提高铁矿石供应安全的保障程度。磁化焙烧-磁选是难选铁矿石利用的重要方法,流态化磁化焙烧是近年来研究的热点。本文... 详细信息

我国有大量常规选矿方法难以利用的铁矿石资源,实现其利用可增加我国铁矿石资源可利用量,缓解铁矿石供应紧张的局面,提高铁矿石供应安全的保障程度。磁化焙烧-磁选是难选铁矿石利用的重要方法,流态化磁化焙烧是近年来研究的热点。本文综述了磁化焙烧原理、竖炉及回转窑磁化焙烧的技术现状及存在问题,介绍了流化床磁化焙烧发展历史和研发现状,着重总结了低温流态化磁化焙烧在焙烧动力学、过程强化、反应器模拟、关键技术研发及产业化示范方面的研究进展,分析了其在褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿及含铁尾渣利用方面的发展前景。

关键词：难选铁矿流态化磁化焙烧本征动力学过程强化模拟

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高频感应热等离子体在微细球形粉体材料制备中的应用

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高电压技术 2013年第7期39卷 1577-1583页

作者：白柳杨金化成袁方利李晋林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

高频感应热等离子体在粉体球化领域中具有独特优势。介绍了高频感应热等离子体及其在微细球形粉体材料制备中的应用。以一台30kW装置为例,简略介绍了高频热等离子体的球化过程,展示了部分自制的关键设备,其中送粉器可以实现原料粒径在0... 详细信息

高频感应热等离子体在粉体球化领域中具有独特优势。介绍了高频感应热等离子体及其在微细球形粉体材料制备中的应用。以一台30kW装置为例,简略介绍了高频热等离子体的球化过程,展示了部分自制的关键设备,其中送粉器可以实现原料粒径在0.05～50μm范围内、加料质量流量在1.00～100g/min范围内的均匀稳定供给。结合钨粉、氧化硅、氧化铝、镍粉等几种典型产品的球化,分析了热等离子体运行参数、载气量、加料质量流量等关键因素对球化过程和产品质量的影响,提出了热等离子体在球化μm级和nm级粉体时对原料的基本要求。球化μm级粉体时,密实原料的球化率>98%,球化后二氧化硅粉体的密度达到理论值的98.2%;球化后钨粉松装密度增加了19.56%,流动性提高至球化前的2倍以上。球化nm级粉体时可以采用μm级原料,疏松的原料粉体更便于球化,在20～100nm范围内的产品粒径可以通过改变冷却气体积流量进行调控。此外,针对运行成本较高的问题,提出了开发高附加值产品和有效降低热等离子体运行成本是未来发展的主要方向。

关键词：高频感应热等离子体微细粉体球化材料粒径

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传统光滑粒子动力学方法的适用性分析

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科学通报 2013年第24期58卷 1414-1421页

作者：周光正葛蔚李静海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

光滑粒子动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是一种典型的无网格拉格朗日型数值方法,但它存在计算精度相对较低的缺陷.为调查精度问题的物理本质,将SPH粒子类比于实体物理颗粒,分析了SPH粒子的弹性效应,并提出了一个表征黏弹... 详细信息

光滑粒子动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是一种典型的无网格拉格朗日型数值方法,但它存在计算精度相对较低的缺陷.为调查精度问题的物理本质,将SPH粒子类比于实体物理颗粒,分析了SPH粒子的弹性效应,并提出了一个表征黏弹效应比的无量纲数.通过二维Couette流模拟,考察了该无量纲数对粒子速度剖面与排布方式的影响.研究结果表明,系统的有效黏度随该无量纲数的增大而减小,且粒子数的增加只能显著降低较小无量纲数下的有效黏度.名义黏性耗散、总耗散以及理论耗散之间的差异,进一步验证了弹性效应所导致的非物理耗散.总之,由于马赫数与该无量纲数的限制,SPH模拟存在一个临界雷诺数,只有低于这个临界数,才能基于合适的模型参数实现牛顿流体的精确模拟.

关键词：光滑粒子动力学流体力学精度 Couette流粒子方法

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气固流化系统多尺度跨流域EMMS建模

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化工学报 2022年第6期73卷 2514-2528页

作者：胡善伟刘新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

气固流化床反应器是典型的具有多尺度非均匀动态结构的复杂系统。实现对该类反应器定量描述和定向调控的关键是深入了解系统内介尺度结构的形成和演化特征。能量最小多尺度(EMMS)方法为气固非均匀系统的量化表征提供了一种通用的建模思... 详细信息

气固流化床反应器是典型的具有多尺度非均匀动态结构的复杂系统。实现对该类反应器定量描述和定向调控的关键是深入了解系统内介尺度结构的形成和演化特征。能量最小多尺度(EMMS)方法为气固非均匀系统的量化表征提供了一种通用的建模思路。首先回顾了EMMS理论在构建曳力本构关系方面的应用,重点介绍了本课题组在EMMS曳力模型普适化方面所做的部分工作;随后对介尺度结构时空动态演化行为的群平衡建模方法进行了论述,并给出了群平衡和结构曳力模型相耦合的连续介质模拟框架;最后讨论了EMMS原理在预测反应器宏尺度动力学方面的应用,包括模型在不同流域的拓展、操作相图的绘制以及循环流化床的全回路稳态建模方法等。

关键词：计算流体力学曳力模型流态化多尺度介尺度能量最小多尺度

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