河北工业大学化工节能过程集成与资源利用国家地方联合工程实验室
- 作品数：13 被引量：40H指数：4
- 相关机构：中国科学院生物物理研究所更多>>
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- 相关领域：化学工程理学生物学环境科学与工程更多>>
- 费托合成水中混合醇初步分离工艺的实验与模拟被引量：1
- 2020年
- 针对费托合成水中混合醇的分离问题,提出了利用隔壁塔(DWC)精馏技术初步分离混合醇的工艺。在忽略隔板传热的情况下,利用DWC小试实验装置进行了实验研究,并通过Aspen Plus模拟软件利用四塔模型严格模拟计算用于混合醇初步分离的DWC工艺。根据DWC小试实验参数进行模拟设定,并以产品关键组成和塔内温度分布为依据对比模拟与实验结果,进而验证了模拟过程的准确性。以寻求精馏过程再沸器热负荷最小值为目标,并将产品分离要求作为约束条件,使用序列二次规划(SQP)优化方法结合灵敏度分析工具对常规精馏序列工艺和DWC工艺进行参数优化。通过分析最佳参数条件下常规精馏序列工艺和DWC工艺的温度分布和关键组分浓度分布,对常规精馏序列工艺中间组分的返混现象和DWC工艺模拟过程忽略隔板传热的可行性做出了阐述。基于公平的优化模拟结果,分析对比了常规精馏序列工艺和DWC工艺的经济性和二氧化碳(CO2)排放量。结果表明,DWC工艺相比常规精馏序列工艺可降低47.8%的能源消耗和47.8%的CO2排放量,并且减少24.1%的设备总投资成本(CTI)和47.5%的年度总运营成本(CTO含量),从而使年度总成本(CTA)降低了43.8%。因此,将DWC技术应用于费托合成水中混合醇的分离具有非常显著的优势。
- 李春利张乾龙郭中山王峰方静方静
- 关键词：混合醇精馏隔壁塔
- 填料塔液体分布器的研究进展被引量：1
- 2023年
- 填料塔作为化工单元操作过程中重要的汽液传质设备,因具有传质效率高、整塔压降低、能耗低等优点,已经成为精馏操作中的关键设备。液体分布器是填料塔中重要的塔内件,其结构形式直接关系到液相物料在塔内的分布情况,从而影响填料塔的分离效果。本文系统介绍了液体分布器的发展现状,从自然流分布、径向分布系数等方面详细总结了分布质量对填料塔分离效率的影响;深入分析了国内外关于各种结构类型的液体分布器的理论研究以及设计优化过程;并总结了不同液体分布器分布质量评价方法的适用场景。文章最后对液体分布器的发展进行了展望,为液体分布器的设计与优化提供了思路。
- 李春利韩晓光刘加朋王亚涛王晨希王洪海王洪海
- 关键词：塔器液体分布器流体力学
- p区金属基电催化还原二氧化碳制甲酸催化剂研究进展被引量：5
- 2022年
- 以清洁可再生电能为驱动力,常温常压下将二氧化碳(CO_(2))选择性还原转化生成高附加值化学品或燃料,是解决目前能源和环境问题、实现CO_(2)资源化利用、促进碳循环回归平衡的有效手段之一。由于生成不同产物的还原电位和反应历程不同,单位产物的生产成本各有差异。最近研究表明,HCOOH是所有电化学CO_(2)还原产物中最具有经济效益和实用价值的产物之一。本文从电催化还原CO_(2)制HCOOH生成机理出发,综述了p区金属(如Sn、Bi、In)基催化剂在电催化还原CO_(2)制HCOOH领域取得的重要研究进展,其中以典型催化剂为例分析了CO_(2)还原生成HCOOH活性提高策略如氧化物还原转化、形貌调控、掺杂和合金化等,重点探讨了活性位点种类、数量以及催化剂电子结构在关键中间体*CO_(2)^(·-)、*OCHO的形成和吸附中的作用,最后总结了目前该领域面临的挑战以及未来发展方向。
- 于丰收湛佳宇张鲁华
- 关键词：二氧化碳电化学催化甲酸
- 气液分开进料内部热耦合精馏塔的优化设计被引量：2
- 2018年
- 以近沸程的正丁醇和异丁醇为模拟物系,对内部热耦合精馏塔(HIDiC)的进料方式进行改进。在固定压缩比(R_p=3)和产品摩尔分数(0.998)下,分别对常规进料的HIDiC和气液分开进料的HIDiC在不同气相分率、进料位置下的总操作费用进行计算,结果表明分开进料时的总操作费用最小,节能效果最好。证明了气液分开进料的HIDiC节能潜力优于常规进料的HIDiC,并对分开进料的HIDiC的控制方案进行研究,通过模拟优化,选用改进的温度组成串级控制方案,较之前的温度组成串级控制方案进一步降低了塔釜产品的稳定时间,达到了产品纯度和温度平稳恢复的最佳控制效果。
- 李红实王雪菲李春利杜季颖方静
- 关键词：优化设计节能动态控制
- 沟槽对液固两相湍流中展向涡结构影响的实验研究
- 2024年
- 采用粒子图像测速技术(particlesimage velocimetry,PIV)研究沟槽对含有355μm聚苯乙烯颗粒的液固两相湍流边界层的影响规律,通过对比流过沟槽壁面与光滑平板含颗粒流的平均速度剖面、湍流度及雷诺切应力等湍流统计量,分析沟槽对两相湍流边界层特性的影响。采用空间多尺度、局部平均结构函数和λci涡量识别准则准确识别发卡涡展向涡的涡心,并提取周围脉动速度及流线的空间拓扑结构,对不同法向高度处顺向涡的数量规律进行统计分析。结果发现:与光滑平板相比,沟槽壁面平均速度剖面缓冲层部分抬升,对数区外移,壁面摩擦速度和摩擦切应力变小,表现出4.86%的减阻效果;在同一法向高度,相较于光滑壁面,沟槽壁面下检测到的顺向涡结构倾角较小,数量也较少,周围流向脉动速度较弱,说明在两相流中沟槽壁面能够削弱发卡涡的强度和发生可能,达到减阻的效果。
- 葛雅馨孙姣高天达陈文义陈文义
- 关键词：两相流粒子图像测速湍流边界层
- 立体传质塔板(CTST)高效分离塔板技术进展被引量：6
- 2020年
- 立体传质塔板(CTST)作为一种结构独特、性能优异的喷射型塔板,具有通量大、效率高、压降低、抗堵性能强、消泡性能好等特点。其优异特性是塔板与其附近气液流场多相耦合作用的结果。本文介绍了CTST塔板结构、压降、持液量等特性,对塔板附近气液流场性能机理进行综述,并进一步总结了CTST的优化方向及近年来的典型应用实例。由于CTST在不改变塔径的情况下替换塔板即可增大处理量和分离效果,能够以最小的投资提高产量,目前已在全世界多个国家和地区成功应用。其中,中国500多家企业的4000多套塔都已成功运行。覆盖了石化、PVA、制药、氯碱、PTA、苯精制/顺酐、化肥等行业。虽然CTST在工程应用上获得了广泛认可,但其作用机理仍有进一步研究的空间。完善CTST性能机理的研究对改进CTST、发展高效分离塔板技术有着重要意义。
- 李春利段丛
- 关键词：立体传质塔板流体力学气液两相流蒸馏
- 超声波辅助泡沫分离回收溶液中牛血清白蛋白的性质研究
- 2021年
- 本文提出了一种超声波辅助泡沫分离富集水溶液中牛血清白蛋白的新方法。首先利用傅立叶红外光谱研究泡沫分离前后牛血清白蛋白分子结构的变化,利用高效分子排阻色谱测定超声波对牛血清白蛋白聚集效果的影响,随后,研究了装液高度、气体体积流量、分布器孔径对泡沫分离回收牛血清白蛋白效率的影响,并对回收的牛血清白蛋白的理化性质进行评价。结果表明,泡沫分离过程中牛血清白蛋白在气液界面上的吸附会诱导分子间二硫键的产生,超声波辅助泡沫分离能有效抑制牛血清白蛋白分子聚集。在温度25℃,pH6.0,牛血清白蛋白浓度0.20 g/L,气体分布器的孔径180μm,液体高度300 mm,进料速率2 mL/min,气体体积流量150 mL/min,超声波功率600 W和超声波处理时间2 min的条件下,牛血清白蛋白的富集比和回收率分别达到6.3%和85.3%。超声波处理能够明显抑制泡沫分离过程中牛血清白蛋白分子聚集体的产生,进而提高消泡液的表面疏水性、泡沫性能和乳化性。
- 刘丹宇张怡刘伟杨春燕
- 关键词：超声波分子聚集牛血清白蛋白
- 酯交换合成乙二醇二乙酸酯的动力学研究被引量：2
- 2019年
- 为了给乙二醇二乙酸酯的工业生产提供动力学支持,文章在间歇反应釜中对乙酸仲丁酯和乙二醇酯交换合成乙二醇二乙酸酯的反应进行研究。筛选出NKC-9阳离子交换树脂为较优催化剂,并考察搅拌转速、催化剂用量、反应温度以及酯醇摩尔比等因素对反应过程的影响,确定较优的实验条件为搅拌转速400 r/min,催化剂用量为乙二醇质量的35%,反应温度382.15 K,酯醇摩尔比为6∶1。建立拟均相动力学模型,通过对367.15-382.15 K的实验数据进行拟合,得到酯交换合成乙二醇二乙酸酯的反应动力学方程,并通过实验与计算值的比较验证,此反应动力学方程合理,可用于模拟计算。
- 贾彦霞李柏春秦兴华张文林张文林
- 关键词：酯交换动力学
- 光诱导漆酶催化二氧化碳还原
- 2021年
- 漆酶CueO是一种含有4个铜原子的多铜氧化酶,是一种环境友好型酶,可以参与木质素的降解,并催化多种芳胺类小分子化合物的氧化。本文以E.coli BL21为表达菌株,优化表达条件,证明CueO的基因可以在大肠杆菌中异源重组表达。通过镍柱亲和层析法和分子排阻层析法纯化得到了目的蛋白,表达量为40 mg/L。采用电感耦合等离子体-原子发射光谱及铜配位显色的方法计算了CueO中的铜嵌入率。最后,以CueO作为催化剂,钌(Ⅱ)-三联吡啶金属配合物[Ru(bpy)3]2+作光敏剂,同时抗坏血酸钠作为牺牲还原剂,在可见光照射15 h后,气相色谱检验该体系可将CO_(2)还原为CO,催化反应的转换数(TON)值为192。该体系是以水为溶剂,避免了有机溶剂的使用。此外,通过对CueO进行点突变,还可以改变光催化CO_(2)还原活性。
- 郑丹丹张颖刘晓红刘晓红
- 关键词：光催化光敏剂一氧化碳
- 乙酸甲酯-甲醇-水的热集成萃取精馏工艺被引量：10
- 2017年
- 首先在50 kPa下用水萃取精馏分离乙酸甲酯、甲醇和水的混合物,得到了高质量分数的乙酸甲酯,之后利用普通精馏分离甲醇和水。使用热集成技术改造该工艺流程,将甲醇单塔精馏改造为并流双效精馏,两塔压力分别为101.325、500.000k Pa。同时采用高温水对萃取精馏塔两股进料预热,以降低萃取精馏塔塔釜的能耗。在操作参数单因素灵敏度分析的基础上,以系统塔釜总能耗及乙酸甲酯质量分数为目标函数,采用响应面方法优化操作参数。结果表明,热集成工艺较之前工艺节能23.43%。
- 曹慧斌王洪海李春利苏伟怡
- 关键词：萃取精馏双效精馏热集成响应面优化
