双压膨胀有机朗肯循环中低温余热发电系统的热力性能
基于热力学第一定律与第二定律分析法,结合动量定理与质量守恒定律构建一种双压膨胀有机朗肯循环(ORC)中低温余热发电系统热力性能的预测模型,研究热源温度、蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力、循环倍率、喷射压缩器引射流体在混合室进口的马赫数、工质泵、向心透平及螺杆膨胀机的等熵效率对系统的净输出功率、热效率、余热利用率及.效率等热力性能的影响。结果表明,系统的净输出功率与.效率随着热源温度、蒸发温度、循环倍率及透平等熵效率的增大而升高,但随着夹点温差、闪蒸压力的增大而降低;系统的热效率随着蒸发温度、闪蒸压力及透平等熵效率的增大而升高;系统的余热利用率随着热源温度、循环倍率的增大而升高,但随着蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力的增大而降低。当循环倍率k=2时系统的净输出功率、.效率及余热利用率分别比常...
化学工业的转型升级和过程系统工程(PSE)
针对我国化学工业的转型升级问题,本文首先介绍了此次转型升级的时代背景,即国际上第四次工业革命正在迅猛展开,而国内正面临经济结构的第二次转型,由传统的工业化社会向现代服务型社会转变。其次,文中简要介绍了我国化学工业"大而不强"的问题,在此基础上论证转型的主要方向,即未来十年我国化学工业应具备的主要特征。最后从过程系统工程(process systems engineering,PSE)学科角度,说明可以在以下一些方面为化学工业转型升级做出贡献:以客户为中心的新产品开发;新工艺过程的多尺度开发放大;为化工制造的智能化转型升级提供理论指导;为化工企业的节能、节水和生态文明建设提供理论指导等。
微波强化烧结制备铁钴基金刚石锯片刀头
采用微波烧结技术制备了低钴型Fe-Co基金刚石锯片刀头,利用圆柱谐振腔微扰法电磁特性测试系统评价了配方物料压坯的吸波特性,并结合物料在微波场中的升温特性设计了可行的微波烧结制度。采用SEM、致密度和硬度测试对比研究了微波烧结和常规烧结所得样品的微结构信息和力学性能。结果表明,对于低钴高铁型配方,在850℃下微波烧结获得的样品,其相对致密度和硬度即可分别达到96.63%和99.4HRB,微波烧结在最大升温速率为32.5℃/min时能保证烧结体组织均匀。与常规烧结方法相比,在获得同等级力学性能的前提下,微波强化烧结可将温度降低至900℃以下,显著缩短了烧结总时间,在金属基金刚石工具刀头烧结方面表现出良好的应用前景。
磺胺甲噁唑对微生物电解池阳极微生物群落结构影响
微生物作为微生物电解池(microbial electrolysis cells,MECs)内污染物被生物催化氧化的重要组成部分,研究MECs阳极生物膜的群落结构对于提高系统的性能具有重要意义,尤其是群落内的特殊功能菌群,如产电菌、产氢菌、产甲烷菌、抗生素耐药菌等。本文研究驯化了4类MECs,分别为不加任何药剂(MEC)、加甲烷抑制剂(B-MEC)、加磺胺甲噁唑(S-MEC)、加甲烷抑制剂和磺胺甲噁唑的混合物(BS-MEC),对不同功能菌的物种和群落结构变化进行分析。研究显示,4类微生物电解池系统内保留有相当丰度的产电菌(3.97%~5.51%)、产氢菌(0.77%~1.35%),这些菌群保证了系统的高效运行,此外微生物中出现了大量的抗生素抗性菌(2.67%~4.33%),研究结果表明微生物群落能够在有抗生素存在的环境下生存,并且能够为微生物降解抗生素提供支持。
反硝化深床滤柱深度脱氮效果及反硝化功能基因分析
采用石英砂、活性炭双层滤料反硝化深床滤柱处理城镇污水处理厂二沉池出水中硝酸盐氮(NO3^–-N),研究了深床滤柱反硝化脱氮性能以及主要反硝化功能基因对进水碳氮比(化学需氧量/总氮,即COD/TN,简称C/N)的响应。结果表明,NO3^–-N平均转化率随着C/N升高,由46.5%升高至90.0%,化学需氧量(COD)平均去除率由97.2%降至76.5%。低碳氮比(C/N<6)条件下,出水亚硝酸盐氮(NO2^–-N)出现明显的积累,在C/N=4.2时,积累率达41.5%,在高碳氮比(C/N≥6)条件下,NO2^–-N积累量逐渐减少,直至出水无NO2^–-N。研究表明,反硝化深床滤柱对污染物的转化主要发生在前35cm滤料深度,COD去除率和NO3^–-N转化率分别为94.0%、81.2%。采用荧光实时定量PCR技术在C/N分别为4.2、6和7条件下,对深床滤柱中反硝化功能基因napA、narG、nirK、nirS和nosZ数量进行分析,结果表明,随着C/N升高,各反硝化功能基因拷贝数也随之升...
双杆介质阻挡放电降解酸性红73废水
研究一种双杆式介质阻挡放电在不同条件下对酸性红73的降解效果,考察了能量密度、初始电导率、初始pH、初始质量浓度和放置时间等因素对染料降解率的影响,并对反应中生成的活性粒子(H2O2和O3)进行了检测。降解实验前后的紫外-可见吸收光谱图表明介质阻挡放电能够破坏酸性红73分子中的偶氮双键和萘环等。实验结果表明能量密度的增加可以提高酸性红73降解率,当能量密度为265.8kJ/L时,降解率为70.0%,能量效率最高可达2.84mg/(kWh)。酸性红73的初始质量浓度的增加可以提高反应的能量效率。放电过程中产生的过氧化氢与处理时间呈正相关增长,并可持续存在一段时间进一步引起染料褪色,臭氧则随着时间的增长先增大后减小。
溶液法制备有机-无机杂化钙钛矿薄膜的研究进展
有机-无机杂化钙钛矿(简称钙钛矿)太阳能电池在近年取得了重大突破,实验室小面积器件的光电转换效率从最初2009年的3.8%提升至现今的22.1%。本文从钙钛矿材料的物化性能、钙钛矿太阳能电池的结构、钙钛矿薄膜的制备方法等方面全面分析了钙钛矿太阳能电池的优势和不足。首先简要回顾了钙钛矿太阳能电池问世以来几个重要发展历程和主流电池器件结构的演变,着重讨论了吸光层钙钛矿薄膜的制备方法,包括一步溶液法、分步旋涂-浸渍法、两步旋涂法、气相沉积法,分析了影响钙钛矿成膜的关键因素、微观形貌控制的工艺技术,对溶剂的选择、溶质成分的调控(包括铅源、各类添加剂的选择)以及钙钛矿结晶的粗化做了详细探讨。指出今后的工作重点在于如何精确控制钙钛矿薄膜的化学成分,提高可重复性和良品率;加强器件工作机理、成膜机理的研...
离子液体在环己酮肟Beckmann重排反应中的研究进展
己内酰胺(CPL)是一种重要的有机化工原料。传统的环己酮肟贝克曼(Beckmann)重排法制备己内酰胺是以发烟硫酸为催化剂的生产工艺,存在污染环境、腐蚀设备、能源浪费等不足。基于绿色化工理念,本文综述了离子液体用于环己酮肟贝克曼重排反应合成己内酰胺的研究进展,重点阐述了离子液体作为溶剂、催化剂和反应物3种作用方式在Beckmann重排反应中的最新应用,同时针对离子液体与产物分离困难的问题,讨论了目前文献中的解决方法。在此基础上,分析了离子液体用于Beckmann重排反应在未来的研究方向,并指出设计适宜的离子液体结构、调变酸性性能、降低CPL在离子液体中的溶解度是今后的研究重点。
富气压缩机管线的阻尼减振应用
和传统被动减振技术相比,阻尼减振具有高稳定性、优越的可控性,机械设备运行过程中的振动能量可转换为其他形式能量耗散,达到减振的目的。本文针对山东某石化公司富气压缩机出口管线振动过大问题,运用ANSYS模态分析并结合现场振动情况分析得到管线振动原因,通过阻尼减振原理分析阻尼减振的可实施性,并利用SAP2000阻尼减振仿真计算提出解决管线振动的最优方案。运用阻尼减振技术,结合现场管线走向情况,在不改变原有框架结构以及不停机的基础上,安装作者专利产品蜂窝型阻尼器。现场安装阻尼器后,富气压缩机出口管线振动幅值符合美国普渡振动标准,阻尼减振降幅达到60%以上,最大降幅达到94.2%,消除了疲劳振动等安全隐患,实现了整个机组的安全运行。此外,框架平台振动降幅达到60%以上,说明阻尼减振有利于化工设备平台的稳定性。
废弃钒钛系选择性催化还原催化剂重金属浸出特性
为探讨废弃选择性催化还原(SCR)催钒钛系催化剂中重金属的浸出毒性及其浸出特性,收集了山东某电厂的废弃SCR催化剂进行实验。采用固体废弃物毒性浸出方法硫酸/硝酸法(HJ/T299—2007)进行废弃SCR催化剂毒性浸出实验,同时开展了不同溶液pH、不同浸出时间和不同液固比(L/S)下废弃SCR催化剂中重金属浸出特性的实验研究。结果表明废弃钒钛系SCR催化剂有一定的重金属浸出毒性,其中V和Zn的浸出浓度偏高,分别为13.8mg/L和2.1mg/L;pH对重金属的浸出影响显著,强酸对Cr、Ni、Cu和Zn的浸出有促进作用,V在强酸强碱环境下(pH<3或pH>11)容易释放;V、Cr、Ni和Cu主要在浸出过程的前2h内释放,18h时释放率都已高达96%以上,18h后这4种重金属浸出基本完成,而Zn在浸出18h后仍有6%释放,浸出周期相对较长;室温下加大液固比对废弃催化剂中V的浸出仅起稀释作用;Cr、Ni、Cu和Zn的溶出在液固比(L/...