金属有机骨架材料Zr-FUM的低碳烃分离性能

选取高稳定金属有机骨架材料(metal-organic frameworks material,MOF)Zr-FUM作为吸附剂,测试了纯气体CH_4,C_2H_6,C_2H_4,C_2H_2,C_3H_8和C_3H_6的吸附性能;通过单组分的吸附数据,计算了吸附热和吸附选择性;采用变压吸附分离装置对等体积比的CH_4/C_2H_6,C_2H_6/C_3H_8,C_2H_2/C_2H_4及C_2H_4/C_3H_6等4组较难分离的混合气体进行了穿透测试,以考察低碳烃混合气体的分离性能;最后,系统地测试了Zr-FUM的稳定性和循环性能。结果表明:Zr-FUM对这4组混合气体的穿透时间差分别为8,10,5,11min,表现出较好的低碳烃分离能力;在机械压力2 MPa、温度100℃以及水蒸气环境中停留36h时,Zr-FUM结构仍未遭到破坏,有着很好的稳定性;经10次循环分离实验后,Zr-FUM仍然能保持稳定的分离能力,显示出较长的循环寿命。     

一种新型基于色谱分离的易制毒检测仪器研发

针对常见有毒、易燃气体有机物检测设计了一种便携、快速的检测系统,可以实现混合气体的各个成分含量检测.可在井下复杂气体环境中正常运转,并对待测气体进行物质识别与定量.在混合气体识别过程中利用气相色谱的分离效果对复杂待测物进行物质分离,通过分离作用使得混合气体中不同物质之间检测间隔发生转变.使得在同一时间流出色谱气体只有一种,各个气体流出具有一定时间间隔,达到对混合气体的分离作用.后续气体流经传感器阵列进行物质识别,由于不同传感器对于同种物质具有不同响应特性,通过多个传感器互相组合,互相弥补,最终达到气体检测的要求.传感器测量到的信号数据经过模式识别算法对气体进行参数进行识别,通过识别算法获取混合气体中各项参数状况.通过与标定物质参数进行互相比对,进而实现混合气体中的物质识别.可实现井下气体内甲烷、乙烷等危险气体的检测,经过对多种对混合待测气体进行实验测试,验证了本系统的实用性.     

叔丁醇-水渗透蒸发膜分离法研究

用两种复合膜，对渗透蒸发膜法分离叔丁醇—水体系进行了过程的热力学与动力学分析。通过增强因子的计算并对比实验测定的分离因子，初步探讨了它的分离性能；从水透过膜的推动力着手，通过计算活度系数等参数，分析了它的分离极限。由间歇式恒组成渗透蒸发实验，建立了温度和浓度双参数的渗透通量方程，并进行了模拟计算，模拟计算曲线与实验曲线的对比结果表明，模型的适用性较好。从实验结果看，日本膜的分离性能较好，真空度对分离程度影响很大。     

醇水体系渗透汽比膜分离过程的溶解-扩散模型

采用溶解－扩散模型，对三醋酸纤维素膜用于乙醇－水休系渗透汽化分离过程进行数学模拟，计算膜的渗透通量和分离因子，计算结果与实测值基本相符。通过模拟计算求出了组分在膜内浓度分布，表明膜近真空侧存在一很薄的“干膜区”。     

基于SD_Toolbox和Cantera的气体C-J爆轰参数计算及规律分析

为研究混合气体爆轰问题,通过利用冲击爆轰专业计算工具箱SD_Toolbox和开源的化学反应动力学计算代码Cantera研究了气体C-J爆轰参数计算方法与规律。结果表明:将SD_Toolbox和Cantera耦合可以进行混合气体爆轰问题的C-J爆轰参数计算;以H_2/O_2、CH4/O_2和C_2H_2/O_2三种不同的混合气体组分为例,在化学反应比初始条件下,分别计算了其C-J爆轰参数;通过与文献中结果的比较,验证了计算的准确性。可见,基于SD_Toolbox和Cantera可以进行气体C-J爆轰参数规律分析,包括初始温度、初始压力和爆炸气体浓度对爆轰产物压力、密度、温度和爆轰波速的影响规律等。     

纳米级多孔玻璃CVD改质试验研究

采用先进的CVD技术，以TEOS／O2作为反应剂，对平均孔径约4nm的硼硅酸盐多孔玻璃进行了改质处理．在反复试验的基础上，探讨了试验条件参数优化和气体渗透分离机理等问题，获得了He／N2分离系数在室温下约为25，并随温度增高而显著增大的改质效果，提供了环保、化工等领域气体混合物分离的一种途径．     

CF3I混合气体比例及放电参数分析

CF_3I气体是一种极具潜力的SF_6替代气体。为研究CF_3I混合气体的最佳比例及电气特性,首先根据CF_3I气体饱和蒸气压方程计算其液化条件,采用两项近似的Boltzmann方程求解三种CF_3I混合气体在不同混合比下的电子能量分布及电离和吸附系数,并计算混合气体的折合有效击穿场强及协同效应指数。结果表明:三种混合气体的绝缘强度都随CF_3I气体比例增加而增加,但混合气体的适用范围会随CF_3I比例增加而减小;在相同混合比例时,CF_3I-CF_4及CF_3I-N_2混合气体的绝缘能力较强,CF_3I-CO_2的协同系数更高,电场均匀度对CF_3I-N_2及CF_3I-CO_2的绝缘能力的影响相对较小。综合考虑,N_2更适合作为CF_3I的缓冲气体,15%～30%CF_3I比例的混合气体有较高的实际应用价值。     

天然气混合气体粘度计算方法

为计算气液混输管道中气相与壁面、气相与液相之间的剪切力,必须已知气相在低压下流动过程中的粘度值。本文从生产现场获取天然气混合物的组分和各组分体积分数,给出了一套计算纯组分气体和混合气体粘度的方法,并利用C++程序实现结果的计算。通过对程序的结果进行分析表明,这种计算混合气体粘度的方法满足工程误差分析的要求。     

巨正则系综Monte Carlo模拟CO/H2在碳纳米狭缝孔内的吸附和分离

采用巨正则系综Monte Carlo（GCMC）方法研究了CO/H₂在碳纳米狭缝孔中的吸附和分离。H₂和CO均采用单点Lennard Jones（LJ）模型,孔壁作用势则用Steele 10-4-3模型描述。研究结果表明,混合物中H₂的吸附量高于与其分压相同压力下纯H₂的吸附量,而CO则与之相反。通过不同孔宽下的模拟,得到吸附分离的最佳孔宽为0.74nm,此时H₂和CO的吸附量分别为2.0和12.9mmol/g,CO对H₂的平衡分离因子达到6.5(温度为300K,压力为1.0MPa,等物质的量混合气体)。此外,还详细研究了压力、温度和混合气体组成对吸附量和平衡分离因子的影响,发现平衡分离因子随压力降低而提高,而低压下尤其明显,0.03MPa时平衡分离因子可超过9.0。随温度升高,平衡分离因子近乎线性下降;而随着体相混合气体中H₂组成的增加,平衡分离因子显著提高。     

LI吸附-流动方程对二元混合气体在煤储层温度与压力影响下吸附的表征

用LI吸附-流动方程对唐书恒教授"二元混合气体等温吸附实验结果与扩展Langmuir方程预测值的比较"中的数据重新进行计算,定义了总物料衡算和甲烷物料衡算,根据等温条件下纯气体和二元混合气体的吸附实验数据计算的理论总吸附量与实测总吸附量较为吻合,相对误差绝对值在2.48%~12.15%之间,二元混合气体(甲烷与氮气)在吸附相中甲烷的摩尔分数xA在测定压力范围内变化量很小,并与混合气体进入吸附釜中甲烷的摩尔分数x_M很接近。     

第一性原理计算Fcc-Cr_(1-x)Si_xN的调幅分解

基于通过第一性原理计算方法,计算了三元固溶体Fcc-Cr1-xSixN总能,在此基础上计算了其分离能和调幅分解线.结果说明,Fcc-Cr1-xSixN是亚稳相,能够经调幅分解机制分解为Fcc-CrN和Fcc-Si N.组元相形成的应变能小于分离能,不会抑制Fcc-Cr1-xSixN的调幅分解.Fcc-Cr1-xSixN的Si含量为渗透阈值时,不会发生调幅分解.Fcc-Cr1-xSixN可能经调幅分解生成Fcc-Si N.     

重松节油过热水蒸汽提馏塔的操作分析与计算法

<正>过热水蒸汽蒸馏为分离重松节油和松香的重要化工单元操作,应用汽-液平衡关系,物料平衡和热量平衡对重松节油提馏塔中二元系统过热水蒸汽蒸馏进行操作分析,整理出重松节油提馏塔的计算方法与电子计算机程序,此方法亦可应用于其他相似的分离过程。     

中空纤维膜分离有机混合物中水的研究

利用聚乙烯醇（ＰＶＡ）中空纤维膜,以渗透蒸发技术分离了乙醇－水、叔丁醇－水以及乙醇－叔丁醇－水混合物。根据研究体系的实际,定义了分离系数、渗透通量以及渗透蒸发分离指数的数学表达式,并以此为基准,考察了分离条件与上述分离特性参数间的关系。实验结果表明：渗透蒸发分离指数随温度及供给液浓度的增加呈单调递增趋势,随供给液流速的增加呈先增后减的趋势。     

n-SiO_2填充PEBAX/PAN复合膜渗透汽化分离吡咯

以气相纳米二氧化硅(n-SiO_2)为填充物,制备了均质膜、填充膜、复合膜、填充型复合膜四种分离膜。通过溶胀实验考察填充膜的吸附性能,渗透汽化实验考察填充型复合膜对吡咯/正庚烷二元混合体系的分离性能,采用FT-IR和XRD、SEM对膜进行表征。四种分离膜中,填充型复合膜的分离性能最佳。当填充量为1 wt%时,膜的综合分离性能最佳,料液温度为30℃,料液浓度为5 000μg/g时,总渗透通量为3.47 kg/(m~2·h),分离因子最大为14.56,渗透汽化综合性能得到很大的提高。这项工作可以为渗透汽化分离汽油中氮化物提供有益的参考。     

高压高浓度CO2烟气辐射换热特性分析与计算

针对高压O2/CO2燃烧方式下高浓度CO2和水蒸气混合气体烟气的辐射换热问题,建立了一种新的宽带关联k分布模型.为了验证模型的有效性,以O2/CO2燃烧方式下炉内CO2和水蒸气生成状况为例,采用该模型与离散坐标法相结合的方法计算了不同温度(1 000~2 500 K)和压力(0.1~1.5 MPa)下一维无限大平行平板间混合气体的辐射强度和CO24.3μm谱带累积分布函数,并与逐线计算、全光谱关联k分布模型和基于指数的宽带关联k模型的计算结果进行了比较.结果表明:随着压力的增加,所提出的宽带关联k分布模型与逐线计算的结果吻合较好,与文献报导的两个模型相比,不仅计算精度有所提高,而且对混合气体的处理更加简便灵活,因此更适于高压下烟气辐射特性的计算.     

基于约束独立成分分析的多组分污染气体混叠峰识别

大气污染监测中测得的红外光谱是混合气体的红外光谱,针对主次吸收峰严重混叠的红外混合气体特征提取和识别问题,提出一种基于约束独立成分分析的光谱特征提取方法使谱线有效的区分开来,该方法引用峭度作为约束条件,运算时约束向量可使所对应的目标信源具有非高斯性极大的效用,提取出目标信源,并按统计度量的大小来进行排序,减少传统独立成分分析算法分离信号顺序、符号、幅度的不确定性,使得分离出来的独立分量更接近实际信源,应用支持向量机建立定量分析模型检验该算法分离效果。实验结果表明,该方法能够按需要顺序分离出混合气体光谱中的纯物质光谱。     

蒸汽渗透膜分离技术的研究现状及其应用前景

蒸汽渗透（Vapor permeation）是分离混合蒸汽的有效技术之一,与渗透汽化（Pervaporatjon）不同,在该过程中由于膜只与蒸汽接触,膜的溶胀大为减弱,所以它在保留了渗透汽化一些优点的同时也克服了渗透汽化的一些缺点。本文介绍了近年来蒸汽渗透膜分离技术在有机溶剂气相脱水,挥发性有机物（VOCs）的脱除以及有机溶剂混合物分离的研究成果以及发展前景。文章列举了在上述领域中常用的分离膜的材料、性质及分离过程,展示了蒸汽渗透过程的特点及其应用前景。     

含钴离聚体膜对CO2的促进输送

进一步研究了CO2、N2和CH4对乙丙三元橡胶（EPDM）磺酸钴（Co（Ⅱ）-S-EPDM）离聚体膜的渗透和分离性能．该离聚体膜显示出良好的CO2渗透性能，在20℃和0．05mPa压差下，CO2渗透系数PCO2和CO2／N2分离系数αCO2／N2分别高达223Barrer和65．70，α CO2／CH4为14．68．PCO2随CO2压差的降低而明显增大，显示出促进输送特征，这一行为即使在膜放置2个月之后并不消失，渗透分离性能变化不大．N2和CH4无此性能，因此在气体压差较低时，PCO2和αCO2/N2、αCO2/CH4可同时提高．由Arrhenius图计算的不同压差下的CO2渗透活化能显示，压差越小，渗透活化能越低，越有利于CO2的渗透。     

用插值法计算混合气体放电参数的适用条件及判据

阐述了气体放电的基本物理参数、群集参数和临界放电场强间的关系，并分析了用插值法计算混合气体放电参数的条件．提出了一个简单判据，可以检验插值法是否适用于某一混合气体的电子碰撞电离系数和电子附着系数的计算．实验表明，只要这一判据得到近似满足，就可以在临界放电场强的计算中取得满意的结果     

中空纤维SAPO-34分子筛膜的制备及渗透汽化性能

采用二次生长法在α-Al_2O_3四通道中空纤维支撑体外表面合成SAPO-34分子筛膜,用于渗透汽化脱水分离。考察操作温度对分子筛膜渗透汽化性能的影响,并研究渗透汽化过程中膜结构性能的稳定性。结果表明:采用球磨晶种诱导合成出了高质量的SAPO-34分子筛膜,75℃下膜在异丙醇(90%)-水(10%)体系中,分离因子达到3 600,渗透通量为3.34 kg/(m~2·h);在乙醇(90%)-水(10%)体系中,膜的分离因子最高为419,渗透通量为1.19kg/(m~2·h)。SAPO-34分子筛膜具有良好的渗透汽化分离稳定性和耐酸性能。