检索结果-内蒙古大学图书馆

化工学报 2025年第2期76卷 731-743页

作者：杨林睿刘鉴漪李玲何永超郑凯天任建坡许春建天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300072

环己烯是重要的化工原料,苯部分加氢法是生产环己烯的重要途径,其加氢产物中存在未转化的苯和副产物环己烷,精馏分离过程能耗巨大。以苯/环己烷/环己烯精馏过程的节能为研究对象,采用Aspen Plus模拟进行了工业四塔萃取精馏流程(FC)和三... 详细信息

环己烯是重要的化工原料,苯部分加氢法是生产环己烯的重要途径,其加氢产物中存在未转化的苯和副产物环己烷,精馏分离过程能耗巨大。以苯/环己烷/环己烯精馏过程的节能为研究对象,采用Aspen Plus模拟进行了工业四塔萃取精馏流程(FC)和三塔萃取精馏流程(TC)的优化设计和经济性对比,并确定TC流程为较优流程。在TC流程基础上,提出了热集成流程(TH)、热泵辅助热集成流程(THP)、隔壁塔-苯塔流程(EC1)、环己烷塔-隔壁塔流程(EC2)、热泵辅助隔壁塔-苯塔流程(EHP1)和热泵辅助环己烷塔-隔壁塔流程(EHP2)。结果表明,与三塔萃取精馏流程相比,改进流程相比于TC流程在TAC、能耗和CO_(2)排放量上均有不同程度的降低,其中EHP2流程的年度总成本、能耗和CO_(2)排放量分别降低了21.1%、32.6%和31.7%,是最佳的流程。

关键词：精馏纯化分离模拟环己烯

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入口压力及系统压差对气体输送系统流量的影响

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化工学报 2025年第2期76卷 596-611页

作者：汪涵朱春英马友光付涛涛天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300072

使用气体输送系统进行实验过程中时常会出现实际流量发生偏差的现象,并且不同入口压力和系统压差下其偏差值大小不同,一定情况下会影响实验结果的准确性,可通过误差预测对实验结果进行修正。以氮气输送系统为例,通过改变入口压力、压差... 详细信息

使用气体输送系统进行实验过程中时常会出现实际流量发生偏差的现象,并且不同入口压力和系统压差下其偏差值大小不同,一定情况下会影响实验结果的准确性,可通过误差预测对实验结果进行修正。以氮气输送系统为例,通过改变入口压力、压差和流量大小与范围并测量实际流量,进行误差分析和预测。研究结果表明,系统压差对流量控制的影响较小,而入口压力的增大需要配合背压阀的使用从而提高系统的精度,因此可以增加入口压力使偏差值更小。同时,根据理论推导和实验结果提出了普适的误差值与流量值的预测模型,可准确预测实际流量,为气体输送系统的误差分析与精准控制提供了新思路。

关键词：气体气力输送测量质量流量计误差分析流量控制

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微通道内液液非均相传质的模拟和实验研究方法进展

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化工学报 2025年第2期76卷 484-503页

作者：张鑫源何呈祥李亚婷朱春英马友光付涛涛天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300354

微通道内液液非均相体系传质行为的研究对明确传质机理,进一步提高传质效率,促进微通道装置在连续流动化学合成、生物医学和溶剂萃取等领域的工业化应用十分重要。介绍了用于微通道内传质研究的指标参数及其影响因素,总结归纳了微通道... 详细信息

微通道内液液非均相体系传质行为的研究对明确传质机理,进一步提高传质效率,促进微通道装置在连续流动化学合成、生物医学和溶剂萃取等领域的工业化应用十分重要。介绍了用于微通道内传质研究的指标参数及其影响因素,总结归纳了微通道内液液体系传质研究的技术方法及其相关原理,包括探究两相流动行为、相内传质和相间传质的模拟方法,评价微通道装置整体传质性能的离线实验方法与实时检测微通道内流体速度场和浓度场的在线实验方法,并对未来用于微通道内液液体系传质研究的模拟和实验方法的发展方向提出建议。

关键词：微通道多相流传递模拟原理实验方法

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基于二级双回流的变压吸附捕碳工艺研究

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化工学报 2025年第2期76卷 744-754页

作者：姚佳逸张东辉唐忠利李文彬天津大学化工学院化学工程研究所化学工程联合国家重点实验室天津300350

碳捕获、利用与封存是应对全球气候变化的关键技术,而火电厂烟气是工业碳排放主要来源之一。变压吸附是常用的烟气捕碳工艺之一,已有的研究表明常规真空变压吸附难以获得满足指标的二氧化碳产品,双回流变压吸附可获得两种高纯度和回收... 详细信息

碳捕获、利用与封存是应对全球气候变化的关键技术,而火电厂烟气是工业碳排放主要来源之一。变压吸附是常用的烟气捕碳工艺之一,已有的研究表明常规真空变压吸附难以获得满足指标的二氧化碳产品,双回流变压吸附可获得两种高纯度和回收率的产品,但生产能力较低。对此,基于文献数据对组成为N_(2)/CO_(2)=85%/15%的烟气进行了二级耦合工艺的模拟,探究了进料位置,吸附时长,空塔气速和轻、重回流量对工艺的影响。结果表明,吸附压力为一级200 kPa,二级105 kPa,解吸压力为一级30 kPa,二级2 kPa,进料位置距塔底与塔高比0.4,吸附时长90 s,空塔气速0.07 m/s,轻回流量5.5×10^(-3)mol/s,重回流量1.1×10^(-2)mol/s时,能得到96.42%的CO_(2)和99.93%的N_(2),回收率96.22%和99.47%。此外,与文献对比,提出的二级工艺具有高生产能力和较低能耗。

关键词：双回流变压吸附二氧化碳捕集硅胶烟道气数值模拟

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考虑节点中断风险的弹性供应链设计方法

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化工学报 2024年第1期75卷 338-353页

作者：余洋罗祎青魏荣辉张文慧袁希钢天津大学化工学院天津300354 天津大学化学工程研究所天津300354 化学工程联合国家重点实验室天津300354

供应链全球化发展为企业带来广阔前景,但庞大的供应链体系也造成供应链中断风险激增,为企业带来了巨大潜在风险。然而,由于供应链中断风险难以预知,针对中断的弹性供应链优化设计方法还远不成熟。在此背景下,建立了一种新颖的弹性供应... 详细信息

供应链全球化发展为企业带来广阔前景,但庞大的供应链体系也造成供应链中断风险激增,为企业带来了巨大潜在风险。然而,由于供应链中断风险难以预知,针对中断的弹性供应链优化设计方法还远不成熟。在此背景下,建立了一种新颖的弹性供应链设计优化方法,旨在增强供应链抵御中断的能力。提出并定义了节点中断风险评价指标(NDII),以反映节点中断对供应链的影响程度。定义风险系数(RW)以表征供应链风险程度,避免了对风险场景及其概率分布的预测,同时体现企业对供应链弹性的重视程度。基于鲁棒优化(RO)方法,建立了对高风险节点惩罚的NDII-RO优化方法,并应用于广东省生物燃料供应链优化设计。优化结果表明该方法可实现抵御中断风险的弹性供应链设计。

关键词：供应链中断节点中断风险评价指标供应链弹性优化优化设计生物燃料

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纳米粒子稳定的Pickering乳液及其液滴聚并动力学研究进展

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化工学报 2024年第1期75卷 33-46页

作者：赵文琪邓燕君朱春英付涛涛马友光天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300072

乳液是一种良好的分散体系,可用于医药、食品、材料等领域。纳米粒子可以有效提高乳液的稳定性,因此,纳米粒子稳定乳液及液滴聚并动力学研究对于稳定乳液的制备及应用具有重要意义。纳米粒子润湿性、尺寸、形状、浓度、携带电荷类型等... 详细信息

乳液是一种良好的分散体系,可用于医药、食品、材料等领域。纳米粒子可以有效提高乳液的稳定性,因此,纳米粒子稳定乳液及液滴聚并动力学研究对于稳定乳液的制备及应用具有重要意义。纳米粒子润湿性、尺寸、形状、浓度、携带电荷类型等均会对颗粒与液滴间的相互作用产生影响,进而影响液滴间的聚并行为。对纳米粒子与液滴间的作用机制进行了介绍,并对液滴的聚并动力学研究进展进行了综述,同时对未来的研究方向进行了展望。

关键词：纳米粒子液滴聚并动力学模拟乳液

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高黏体系中纳米颗粒稳定气泡的形变及破裂行为

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化工学报 2024年第6期75卷 2180-2189页

作者：赵赫费滢洁朱春英付涛涛马友光天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300072

采用高速摄像机研究了微通道内高黏流体中纳米颗粒稳定的气泡在流动过程中的形态及其对下游对称Y型分岔口处气泡破裂的影响。在直通道内运动气泡呈现出弹状、哑铃状和手榴弹状3种形态,气泡的形态主要受分散相流率影响。Y型分岔口处气泡... 详细信息

采用高速摄像机研究了微通道内高黏流体中纳米颗粒稳定的气泡在流动过程中的形态及其对下游对称Y型分岔口处气泡破裂的影响。在直通道内运动气泡呈现出弹状、哑铃状和手榴弹状3种形态,气泡的形态主要受分散相流率影响。Y型分岔口处气泡的破裂流型主要为部分阻塞破裂,吸附有纳米颗粒的气泡的破裂周期较常规气泡更大,其破裂周期之差ΔTb随毛细管数Ca变化呈现出3种不同的规律:当Ca>0.042时,ΔTb为正且与Ca呈正相关;当Ca<0.042时,存在ΔTb为正且与Ca呈负相关和ΔTb为负且与Ca呈正相关两种情况。此外,变形气泡在Y型分岔口处呈现非对称破裂行为,其破裂的非对称性与气泡的变形程度相关,当Ca大于临界毛细管数CaCr时气泡尾部直径减小的速度加快,从而加剧气泡的变形,气泡破裂的非对称性显著增大。研究表明,吸附纳米颗粒的气泡的CaCr值与无颗粒体系中气泡相同,但吸附有纳米颗粒的手榴弹状气泡的形变程度更大,破裂的非对称性也更明显。

关键词：微通道气泡纳米颗粒破裂高黏流体

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T型微混合器内均相混合的数值模拟

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化工学报 2024年第1期75卷 242-254页

作者：王俊男何呈祥王忠东朱春英马友光付涛涛天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300072

采用计算流体力学方法(CFD)对三种不同类型的T型微混合器的被动式混合进行了数值模拟。分析了简单微混合器内混合指数和压降与入口速度、扩散系数和管径之间的关系,同时研究了含有内构件混合器中结构参数对混合的影响。研究结果表明,层... 详细信息

采用计算流体力学方法(CFD)对三种不同类型的T型微混合器的被动式混合进行了数值模拟。分析了简单微混合器内混合指数和压降与入口速度、扩散系数和管径之间的关系,同时研究了含有内构件混合器中结构参数对混合的影响。研究结果表明,层流状态下,在简单混合器中,混合指数随着Reynolds数Re、Schmidt数Sc和Peclet数Pe的增大而增大,同时压降随Re的增大而增大、随Pe的增大而减小。在T型混合器内加入肋板和障碍物后,混合指数随Re的增大先增大后减小;肋板长度越长,障碍物内径越大,混合效果越好,但相应的压降也越大。

关键词：数值模拟混合微通道均相过程强化

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微通道中毛细流动及其工程应用的研究进展

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化工学报 2024年第1期75卷 159-170页

作者：李亚婷王忠东董艳鹏朱春英马友光付涛涛天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300072

毛细现象在人类的生产生活中广泛存在,它源于微观分子间的相互作用力,其影响又表现在宏观层面。探究微观分子层面毛细作用规律,可用来指导多相流驱替、微流体芯片中的被动运输、微反应器设计等工程实践,具有重要的研究价值。对微通道中... 详细信息

毛细现象在人类的生产生活中广泛存在,它源于微观分子间的相互作用力,其影响又表现在宏观层面。探究微观分子层面毛细作用规律,可用来指导多相流驱替、微流体芯片中的被动运输、微反应器设计等工程实践,具有重要的研究价值。对微通道中毛细填充动力学的研究进展进行了综述,总结了毛细流动在工程中的应用。分析了毛细现象的动力学规律,并对毛细流动的研究进行了展望,可为微通道中流体动力学理论发展及其应用提供参考。

关键词：毛细流动微通道微尺度毛细动力学界面

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CO_(2)吸收过程中气相分压对Rayleigh对流传质特性的影响

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化工进展 2024年第2期43卷 913-924页

作者：张瑞凯张会书郑龙云曾爱武天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300350

界面浓度梯度导致的Rayleigh对流现象能够显著提高CO_(2)吸收过程的传质速率,然而目前该过程的传质强化机制尚未清晰。为探究Rayleigh对流传质过程的强化机制,本文以水吸收CO_(2)过程为研究对象,基于粒子图像测速技术(PIV)和激光诱导荧... 详细信息

界面浓度梯度导致的Rayleigh对流现象能够显著提高CO_(2)吸收过程的传质速率,然而目前该过程的传质强化机制尚未清晰。为探究Rayleigh对流传质过程的强化机制,本文以水吸收CO_(2)过程为研究对象,基于粒子图像测速技术(PIV)和激光诱导荧光技术(LIF)实现了不同气相CO_(2)分压条件下界面对流的可视化与定量测量。实验发现,界面平均浓度在对流发生的临界时刻会瞬间下降并在有序的自组织结构形成后上升,最终的界面平均浓度会随着气相CO_(2)分压减小而减小;对流发生后,系统传质能力的提高分为两个阶段,涡量场在有序的自组织结构形成前起主导作用,有序的自组织结构形成后,系统传质能力的提高则是由涡量场与界面浓度共同作用的结果;有序的自组织结构形成后,不同系统的平均瞬时传质系数与平均涡量具有很强的相关性,表明浓度场与速度场相互作用形成的涡量场在对流传质强化过程中发挥着重要作用。

关键词：二氧化碳捕集 Rayleigh对流传质激光诱导荧光粒子图像测速

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