摘要：炭烟颗粒和NO_(x)作为柴油机尾气的主要污染物严重危害了人体健康与环境.因此,炭烟与NO_(x)的催化净化得到了广泛关注.本文设计制备了具有独特孔结构的三维有序大孔(3DOM)ZSM-5分子筛催化剂,并将其作为载体,制备了一系列3DOM ZSM-5担载MO_(δ)(M=Mn,Fe,Co,Ce,Pr,W)的催化剂.所制备催化剂均具有独特的多级孔结构,有利于炭烟与NO_(x)等小分子的捕捉与传质,可进一步增强催化剂的催化性能.其中,MnO_(δ)/3DOM ZSM-5催化剂具有最佳的同时消除炭烟与NO_(x)的催化性能,其炭烟燃烧的峰值温度最低(453℃),80%以上NO转化率的初始温度最低(184℃)且温度窗口较宽(184~362℃).该催化剂优异的催化性能与其良好的氧化还原性能、丰富的酸位点、充足的活性氧以及丰富的多级孔结构有关.动力学测试结果表明,MnO_(δ)/3DOM ZSM-5催化剂具有最高的本征活性.根据催化剂的活性测试和原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)结果,推断了该催化剂在不同温度下的反应机理.在低温(300℃)主要以炭烟燃烧为主,包括活性氧机理和NO_(2)辅助机理.

摘要：Au/3DOM（three-dimensionally ordered macroporous） Al2O3 and Au/CeO2/3DOM Al2O3 were prepared using a reduction-deposition method and characterized using scanning electron microscopy,N2 adsorption-desorption,X-ray diffraction,transmission electron microscopy,ultraviolet-visible spectroscopy,temperature-programmed hydrogen reduction,and X-ray photoelectron *** nanoparticles of similar sizes were well dispersed and supported on the inner walls of uniform *** norminal Au loading is 2%.Al-Ce-O solid solution in CeO2/3DOM Al2O3 catalysts can be formed due to the incorporation of Al^3＋ ions into the ceria lattice,which causes the creation of extrinsic oxygen *** extrinsic oxygen vacancies improved the oxygen-transport *** strong metal-support interactions between Au and CeO2 increased the amount of active oxygen on the Au nanoparticle surfaces,and this promoted soot *** activities of the Au-based catalysts were higher than those of the supports（Al2O3 or CeO2/3DOM Al2O3） at low ***/CeO2/3DOM Al2O3 had the highest catalytic activity for soot combustion,with T（10）,T（50）,and T（90） values of 273,364,and 412℃,respectively.

摘要：为强化气液离心分离过程,实现在大直径分离器内的气液旋流高效分离,设计构思了一套多旋臂气液旋流分离设备,为气液分离大型化设计提供了一种新思路。在纯气流条件及不同的旋流臂喷出气速下对该分离设备进出口静压差进行了测量,实验结果表明,旋流分离设备静压差在整个运行过程中较为稳定,有较强的可预测性,无量纲标准偏差维持在2%以内,总压降与旋流臂出口气速呈现出良好的平方关系。进一步将总压降分解为入口及旋臂摩擦损失、分离器空间内摩擦损失和出口管路摩擦损失三个部分进行详细测量,获得了各部分压降与旋流臂出口速度头的定量关联模型,发现分离器空间内摩擦阻力损失在总压降中占比最大。GLVS总压降主要受旋流臂出口气速影响,加入液相后对压降影响很小。该旋流分离设备的阻力系数与普通旋风分离器相当,根据四组不同结构尺寸的旋流头得到了阻力系数与旋流头关键设计参数的关联式,为进一步结构优化提供了参考。

摘要：为达到一种新型重油加工工艺中低密度颗粒高效分离的要求,根据离心分离和重力沉降分离的原理,设计了一种新型阵列旋转喷射分布器,通过阵列射流,在喷雾造粒的同时,形成旋转流场,将低密度的固体颗粒与气相溶剂高效分离。建立了一套新型喷雾造粒分离塔实验装置,并优化了产生阵列射流的分布器的结构和位置,详细研究了不同条件下装置的分离性能。研究结果表明,具有环形阵列排布的新型分布器结构,能够产生可控制的旋转流场,对于密度为0.1～0.3g·cm-3的细小颗粒具有很好的分离效果,其分离效率可以达到95%,最高可达99%。

摘要：高效待生剂分配器对改善催化裂化再生效果具有显著的影响。设计并建造了一套能够评价待生剂分配器性能的冷模实验装置,检验了依据现有工业设计方法制造的船型和管式分配器模型以及无分配器时的颗粒横向分配性能,对比了3种再生器待生剂入口结构性能的优劣,并找出了它们存在的缺陷。结果表明,在大型工业装置中,管式分配器是唯一能够显著改善颗粒横向分配均匀性的待生剂分配器,但它必须消耗大量的输送风,会因此增加装置能耗,并对待生管路的颗粒输送能力产生不利影响;船型分配器对颗粒横向分配均匀性的改善作用十分有限,尤其是在大型工业装置中。对于所有待生剂入口结构,增加输送风量能够显著改善颗粒横向分配的均匀性,增加松动风量也能改善船型和管式分配器的性能,但总体上效果不如增加输送风显著,而增大催化剂循环量后,3种待生剂入口结构的颗粒横向分配均匀性均有一定程度的恶化。由于受管内气-固相流型转变的影响,管式分配器存在一个临界输送气速,在此临界气速以上,颗粒横向分配均匀性可以显著改善。上述研究结果可为工业待生剂分配器的优化设计以及新型高效待生剂分配器的开发提供借鉴。

摘要：水合物技术应用于低沸点气体混合物分离的优势在于其可在0℃左右操作,因此可极大地降低制冷所消耗的能量。由于此分离方法尚处在理论研究阶段,还不能实现工业化,因此对操作流程模拟计算的研究很有必要。采用非平衡级法(速率法)对水合塔-吸收塔串联操作流程进行了模拟计算,其中涉及水合物生成动力学模型、水合物分解动力学模型以及混合气体在乳液相的吸收传质动力学模型。探讨了两个串联分离塔操作参数,如温度、压力等,对分离效率的影响,所得结果对水合物技术分离低沸点气体混合物流程的设计有重要意义,同时也可为以后的工业化奠定一定的理论基础。

摘要：将直馏石脑油分离为脂肪烃和芳烃有助于实现石脑油资源的优化利用,溶剂萃取是芳烃/脂肪烃分离的重要途径,萃取剂的设计与优选对萃取过程至关重要。实验探究了多种离子液体对正辛烷/邻二甲苯混合物萃取分离的效果,以萃取选择性、分配系数和萃取性能指数作为评价指标优选出1-丁基-2,3-二甲基咪唑四氯化铁([Bm_(2)im][FeCl_(4)])萃取剂。对于中低浓度芳烃体系(<33%),在30℃、溶剂质量比为4时,邻二甲苯萃取选择性在45以上,分配系数在0.38-0.40,萃取性能指数在18以上,单次萃取脱芳率可达60%以上。相比传统的环丁砜萃取剂,[Bm_(2)im][FeCl_(4)]萃取剂可以使体系具有更大的两相区,易于正辛烷/邻二甲苯的分离。利用量子化学软件探究[Bm_(2)im][FeCl_(4)]与正辛烷/邻二甲苯的弱相互作用,并计算其结合能,解释离子液体高选择性萃取邻二甲苯的原因。

摘要：针对催化裂化空筒汽提器中存在的气体偏涌现象,在一套大型空筒催化剂汽提器冷模实验装置中利用光纤探针法系统研究了偏涌的特性及其随床层高度的发展变化情况,并进一步利用一种新的离散颗粒计算流体力学模型(CPFD模型)对该现象进行了数值模拟研究。结果表明,在催化裂化汽提器操作条件下,偏涌主要发生在临近床层边壁的位置,造成周向上颗粒浓度分布呈现严重的不均匀性,偏涌的强度会随着床层高度的增大而减弱。CPFD模型不仅能够成功预测深层鼓泡床中存在的偏涌现象,而且可以定性预测偏涌强度沿床层高度的发展趋势,但定量预测结果较实验结果偏大。上述结果对工业汽提器的设计和故障诊断具有指导意义。

摘要：采用CFD方法对安置盘环挡板的汽提器进行了模拟计算,对比了盘环挡板上有无开孔情况下的颗粒流动分布。结果表明,在盘环挡板上进行开孔可有效减少“气垫”区域,使气体与颗粒更顺利地穿透挡板进行高效接触。此外,通过对比不同开孔形式下的催化剂颗粒流动与气泡分布特性,可以发现均匀开孔时,随着开孔尺寸的增加,气相流动阻力下降,可以携带颗粒更加均匀地穿过盘环挡板,使得挡板以下的“气垫”区域减小,颗粒在汽提器内分布更加均匀,有利于汽提蒸汽与催化剂颗粒之间的接触。但是,随着开孔尺寸增加,汽提器内气泡的平均尺寸有所增加,气泡数量减小,气泡所占的总体积及气泡所能提供的相界面积有所减少。对比均匀开孔与非均匀开孔的颗粒流动与气泡特性,结果表明,在盘形挡板顶部附近开孔12mm,其他区域均匀开孔9mm的非均匀开孔形式在确保催化剂颗粒流动的均匀性分布、汽提蒸汽与催化剂颗粒之间的接触效果的同时,容易产生更小的气泡,可以提供更高的气固相界面积,更加有利于汽提器性能的改善,因此是比较优选的开孔方式。本文关于挡板开孔形式影响的模拟分析对设计高性能的汽提器内构件具有重要意义。

摘要：针对催化裂化原料日益重质化的趋势,提出了一种后置烧焦管式组合再生工艺。后置烧焦管出口的气固分离装置是实现这种工艺的关键设备之一。为此,设计了一种基于离心与惯性分离原理相结合的新型气固分离器。为了详细研究该分离器,结合流场实验结果,采用数值模拟方法对该分离器内的气相流场进行了数值模拟,数学模型为标准湍流模型。模拟结果给出了分离器内的流场总体特征为:气流以切向速度为主,竖直向上进入分离器的气体绕排气管做旋转运动,先后由排气管上的窄缝排出,部分气体由排气管下方空间返回入口区;拱形分离空间内切向气速随径向位置的增加而减小。排气管上的开缝形式是分离器压降增加的主要因素。将排气管上的两条窄缝改成总面积与排气管内截面积相等的均匀切向窄缝,避免了管内旋流涡核的偏心,分离器压降明显降低。