摘要：管壳式换热器是石油、化工等过程工业中应用最广泛的热量回收设备,其数学模型通常是十分复杂的非线性优化问题,现有的商业求解器和优化算法存在运算时间长、收敛困难、易陷入局部最优等难题。针对这些难题,参考管壳式换热器制造标准,将换热器内构件尺寸定义成离散变量,分别以最小化换热面积、年度总费用、环境影响因子及最大化传热效率为目标函数,建立管壳式换热器详细设计的混合整数非线性规划模型。同时,对传统智能进化算法包括遗传算法、粒子群算法及模拟退火算法进行改进,使得换热器设计变量能够在一系列离散值中自由选择,不需要对优化结果进行人工圆整处理。案例测试结果表明,改进的智能进化算法能在1.0 s内得到最优设计方案,相对于全局求解器,优化时间节约99%以上,提高了优化求解效率;相对于局部求解器,改进的智能进化算法能够获取全局最优解,换热面积节约15.4%~56.6%,年度总费用节约15.8%~77.8%,保证设计质量。通过多目标优化在不同目标函数之间进行权衡,通过灵敏度分析展示了不同设计变量对目标函数的影响趋势。

摘要：气化灰渣是煤气化转化过程产生的主要副产物,特征分析、炭灰分离和资源化利用是降低其环境危害性、提高煤炭资源利用率的有效途径。论文系统阐释了煤炭气化灰渣的孔隙结构、表面形貌、矿物组成等特征,这有助于根据物化性质设计资源化利用方案;深入分析了气化灰渣的分级、重选、电选、浮选、化学分选等分离技术,多技术联用可提高炭、灰分选效率;全面综述了气化灰渣的资源化利用途径,硅碳复合材料逐步成为气化灰渣大规模资源化的趋势。研究为促进气化灰渣的循环利用起到支撑作用。

摘要：根据水力学原理,自制水力空化装置,基于Fluent软件模拟空化装置中文丘里管内部场的分布,并用其联合Fenton试剂强化降解模拟苯酚废水.考察了空化时间,入口压力,溶液p H值和苯酚初始浓度对苯酚降解效果的影响.实验结果表明:空化时间为120min,入口压力为0.4MPa,p H值为3.0,初始浓度为60mg/L时苯酚降解效果最好,降解率可达55.74%.水力空化/Fenton对模拟苯酚废水降解结果显示,当加入H_2O_2浓度为120mg/L,Fe^(2+)的浓度为30mg/L,空化120min,降解率可达96.62%,较单独使用水力空化时降解率提高了40.88%,较单独使用Fenton时降解率提高了55.65%.动力学研究表明,苯酚降解近似为一级反应,其强化因子f为2.46.最后,采用水力空化/Fenton联用处理新疆宜化实际煤气化废水,苯酚和COD降解率60min分别可达72.9%和78.6%,120min分别可达78.3%和84.2%.

摘要：中国含锂盐湖大部分位于青藏、新疆等干旱少雨、冬季寒冷且漫长的地区。为指导低温提锂工艺的开发和设计、利用冬季冷能进行目标离子的富集及明确含锂盐湖在低温下的析盐规律,采用等温溶解平衡法对258.15 K、二水氯化钠饱和条件下的交互五元体系Li+,Na+,Mg^(2+)∥SO_(4)^(2-),Cl^(-)-H_(2)O相平衡关系进行研究并构建等温平衡相图。结果表明,相图中有4个共饱点、6个两盐结晶区(NaCl·2H_(2)O+Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O、NaCl·2H_(2)O+MgCl_(2)·8H_(2)O、NaCl·2H_(2)O+MgSO4·7H_(2)O、NaCl·2H_(2)O+Li_(2)SO_(4)·H_(2)O、NaCl·2H_(2)O+LiCl·2H_(2)O、NaCl·2H_(2)O+LiCl·MgCl_(2)·7H_(2)O)、9条单变量溶解度曲线;6个结晶区中,只存在一种复盐为LiCl·MgCl_(2)·7H_(2)O,其结晶区最小,Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O结晶区最大。与该体系在273.15 K下的稳定相图相比,硫酸盐型复盐消失,复盐结晶区减少到1个,共饱点减少至4个,相图结构得以简化。因此,将涩聂湖卤水降温至258.15 K时能有效脱除硫酸根,从而实现富集锂离子的目的。

摘要：气压烘焙技术具备反应条件温和、能耗低、脱氧效率高、能量回收率高、半焦燃料品质近似次烟煤等优势,是一种有希望替代传统烘焙的新型技术之一。本文介绍了气压烘焙的发展脉络,综述了气压烘焙工况优化(包括原料种类、温度、压力、时间)、产物组成与理化特性,阐述了气压烘焙宏观反应路径和微观反应机理,着重介绍了半焦的燃烧、热解、气化利用途径,回顾了气压烘焙的反应器设计及其在含氯固废、污泥等处置中的拓展。最后对气压烘焙技术可将生物质转化为高品质固体燃料,直接替代煤炭进行了总结和展望。

摘要：为减轻新疆准东煤因高碱金属和碱土金属含量导致其燃烧过程锅炉的结渣沾污和高PM释放等问题,作者前期工作中提出采用燃煤电厂烟气(CO)强化水洗脱碱的方法,显著增强了高碱煤中碱金属和碱土金属的水洗脱除率。然而前期研究均是基于间歇式反应器开展,实际应用性不强,脱除率有待进一步提高。本文自行设计了一种半连续式高碱煤烟气强化水洗脱碱装置,较详细研究了其脱碱效果、洗煤的物理化学特性及其热转化行为。结果显示,此方法的脱灰率达46.4%,Na和Ca脱除率分别高达89.2%和36.2%。洗煤灰的变形温度从782℃提升至1240℃,煤的燃烧结渣沾污倾向得到明显抑制。烟气强化水洗使煤的着火点和最大燃烧速率略有下降,但整体燃烧行为和温度范围变化不大,而煤样的气化活性有所降低。

摘要：通过简单的无模板和无表面活性剂的水热法成功制备了棒状、花球、八面体和颗粒状氧化锰纳米材料。对产物通过场发射扫描电镜(FE-SEM)和X-射线粉末衍射(XRD)进行了表征,并研究了产物晶型和形貌对甲苯氧化反应催化活性的影响。FE-SEM和XRD结果表明:成功合成了氧化锰纳米材料棒状、花球状、八面体和颗粒等多种形貌,棒状和花球状产物具有MnO_2和Mn_2O_3两种晶型,而八面体和颗粒状产物只有Mn_3O_4一种晶型。催化活性测试结果表明:产物的催化活性很大程度上取决于催化剂的形貌,4种形貌的产物活性都大于商用Mn_3O_4。其中,棒状氧化锰的催化活性最高。研究结果可为设计更高效的氧化锰催化剂去除挥发性有机物提供重要参考。

摘要：为了提高非贵金属催化剂处理挥发性有机化合物(VOCs)的效率,研究中尝试通过溶剂热法合成不同配比的铈锰改性ZIF-8催化剂,以甲苯作为VOCs的指标物,对比各产物在催化降解甲苯反应中的催化活性,最终筛选出催化性能最佳的铈锰配比。对产物应用了X-射线衍射仪、场发射扫描电镜、热重分析和N_(2)吸附-脱附实验手段进行表征。结果表明:随着铈、锰的加入,ZIF-8催化剂表面的活性组分增多,显著提高了其催化氧化的效果,在Ce∶Mn=1∶4时,催化活性达到最高,甲苯转化率达到90%时的温度为270℃;且材料表面铈、锰分布均匀,具有良好的热稳定性。

摘要：风城油田稠油胶质含量高,随着开采的不断深入,部分油井出现吞吐效果变差、含水率升高的现象。为提高克拉玛依风城区稠油油藏注空气采油过程的安全性,进行了低温氧化实验。实验模拟了克拉玛依风城稠油油藏压力(8 MPa),分别考察油样在不同温度(80～250℃)条件下的低温氧化过程,对火烧油层初始低温氧化阶段的油样物性变化、组分变化规律、气体变化进行研究。结果表明,低温氧化反应使稠油密度增加了2%,黏度增加0.72倍;IR分析表明,稠油与空气发生的低温氧化反应使含氧类官能团(-C=O、脂肪醚)的吸收强度明显增强;SARA组分活性强弱为:芳香分>饱和分>胶质,250℃反应后,沥青质增加较多;气体中N2含量基本没变,O_2含量由21%降至5%,CO、CH_4和CO_2气体含量升高,由键能法计算结果可知,每消耗1 moL的O_2平均放热量391.54～420.58 kJ。该研究为现场试验设计和应用提供了理论基础数据和技术指导。

摘要：为了考察气体穿过反应器床层的压降,设计了π型离心甲烷化反应器。以有机玻璃为材质,搭建了π型离心甲烷化反应器的冷态试验装置,并且采用CFD软件对π型离心反应器的流场进行模拟计算。研究表明,实验结果验证了模拟结果是可靠的;气体在π型离心反应器中分布均匀;随着操作气速的增加,反应器压降增大;随着空隙率减小,反应器压降增大。此外,考察了粉尘浓度对反应器压降的影响,随着时间增加,反应器压降的稳定性不受影响。