PR方程结合UNIFAC法推算HFCs二元混合工质气液相平衡

用PR方程分别结合混合法则以及UNIFAC基团贡献法计算HFCs二元混合工质气液相平衡时的过余亥姆霍兹自由能AE,来推算混合法则中的相互作用系数kij,实现使用PR方程结合混合法则推算HFCs二元混合工质气液相平衡.经13种HFC二元混合工质实验数据验证,对于压力和气相摩尔组分的推算精度能够满足工程需要.     

基于UNIFAC模型的离子液体相平衡及萃取研究

通过拟合季膦类、咪唑类离子液体中无限稀释的苯和醇类等溶质的实验数据,得到了离子液体中[TRP][BF₄]等7种新主基团的UNIFAC(universal functional activity coefficient)模型参数。基于该参数,预测了乙醇和甲醇在离子液体[EMIM][ES]和[BMIM][C₅H₁₂O₆S]中的气液相平衡,计算值与实验结果之间吻合较好,这表明本文中仅使用无限稀释溶液活度系数回归出的UNIFAC模型参数仍然是可靠的。最后,对4种离子液体在甲苯/苯-乙醇/甲醇体系中的萃取性能进行了筛选,发现[BMIM][C₅H₁₂O₆S]在甲苯/苯-醇类体系的萃取选择性最高,达到15:3。     

含HFC混合物的气液相平衡计算模型评价

含氢氟烃(HFC)混合物是一类很有前景的替代工质,其气液相平衡性质的准确描述非常重要.该文对23种有代表性的含HFC二元和4种三元混合工质,采用PR状态方程结合vdw混合规则及其改进形式,以及两种GE-EoS型混合规则进行了相平衡性质研究,详细分析了各模型对二元体系,以及应用于三元体系相平衡性质预测时的适用性.结果表明:简单的vdW混合规则对多种二元体系的计算精度较低,而SV、MHV1、WS混合规则均可准确再现各二元体系的相平衡性质.vdW、MHV1、WS混合规则结合优化得到的二元交互作用参数可以较好地用于文中三元体系的预测,SV混合规则对三元体系的适用性不佳.     

含杂质CO2的管道输送

 作为CO₂捕集与封存的中间过程,管道输送是目前比较经济有效的CO₂输送方式。捕集到的CO₂通常含有氮气、氧气、甲烷、氩气、水蒸气等杂质,其对CO₂性质有不同程度的影响,进而影响CO₂的管输特性。采用Matlab 编程计算,利用Span Wag-ner 状态方程计算和分析了纯CO₂的物性参数(密度、黏度、比热等),对比了PR、SRK、BWRS 状态方程应用于CO₂物性计算的平均偏差,并以精度最高的PR 状态方程为基础,建立了一维可压缩流体管道模型,对含杂质CO₂管道在不同输送状态(超临界、密相、液态、气态)、不同杂质类型与含量、不同管道参数等条件下的管道稳态特性进行了研究。研究结果表明,PR 状态方程对于含杂质CO₂物性参数计算的偏差较小,在临界点附近也能有较高的精确度,可用于含杂质CO₂物性参数的计算;在相同输送条件下,CO₂管道密相输送的压降值最小、超临界状态输送的压降值次之、气态输送的压降值最大;杂质的存在使气液两相区的范围扩大,更容易出现两相流,增大摩阻。通过流动仿真,并与天然气管道对比,揭示了含杂质CO₂管道在多种稳态流动条件下的管道沿线参数变化规律。     

二氟甲烷/四氟乙烷/1,1-二氟乙烷与N,N-二甲基甲酰胺/N,N-二甲基乙酰胺/二甘醇二甲醚工质对体系热力学分析

在实验测定了二氟甲烷(R32)-二甘醇二甲醚(DMEDEG)、R32-N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、1,1-二氟乙烷(R152a)-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、R152a-DMAC和R152a-DMEDEG 5个体系的气液相平衡数据的基础上，补充了文献中R32-DMF、四氟乙烷(R134a)-DMF和R134a-DMEDEG 3个体系的数据。采用PR方程为关联模型，比较了R32/R134/R152与DMF/DMAC/DMEDEG这8个工质对体系的气液相平衡行为。从化学结构出发，用氢键理论分析了这8个工质对的热力学行为，并结合制冷剂和吸收剂的热物性，解释了吸收制冷循环性能系数COP随发生温度的变化规律。     

高压下CO2异丙醚体系的汽液相平衡

采用带有可视石英玻璃窗的高压汽液相平衡装置，测定了压力0.5～25MPa、温度265.15～333.15K条件下CO₂异丙醚体系的二元汽液相平衡数据，并通过了热力学一致性检验。用Peng-Robinson(PR)状态方程对CO₂-异丙醚体系的汽液相平衡数据进行关联，得到该方程的二元交互作用参数。结果表明，体系的汽液相平衡数据计算值与实验值偏差较小，可采用PR方程对CO₂-异丙醚二组分物系的汽液相平衡数据进行预测。     

CO2原油体系中的PR状态方程改进方法

针对现有工程应用中的状态方程描述油藏条件下CO₂-原油非理想体系时不能同时兼顾精度和计算简便性要求的问题,开展了对PR立方型状态方程修正研究。基于热力学和流体相平衡原理,考虑温度、压力和非烃组分相互作用等影响因素,采用将无因次系数由常数项改进为与对比温度相关联函数项的方法,对PR状态方程进行修正,改善液体密度及重组分特征的预测效果。以油田现场油样实测组分数据为基础,在油藏温压条件下,对PR状态方程修正前后计算油气组分等参数的精度进行了对比。结果表明,新的状态方程在不失计算简便的前提下,计算精度显著提高,相对误差下降到5%以下,满足工程应用要求,在预测油藏条件下流体相态方面具有更好的实用价值,为CO₂驱数值模拟提供支持。     

CO2/HCs混合物宽区域黏度模型的热力学研究

 基于Vesovic-Wakeham理论,建立CO₂/HCs二元混合物黏度预测模型,对CO₂/CH₄,CO₂/C₂H₆,CO₂/C₃H₈,CO₂/n-C₄H₁₀和CO₂/iso-C₄H₁₀这5种重要CO₂/HCs二元体系的黏度进行了预测,温度范围为273.15～973.15 K,压力范围为0.1～200 MPa,最大黏度预测值达140 μPa·s。与大量文献实验数据的比较表明,所预测的黏度计算值具有较高的精度,可以满足工程应用的实际要求。     

UNIFAC基团贡献法预测新疆直馏油汽液平衡

在实测新疆原油小于３５０℃馏分油常压和大于３５０℃重油减压不同条件下的汽液平衡数据基础上，探索将正构烷烃模型分子法与ＵＮＩＦＡＣ基团贡献法相结合，按三种相平衡常数模型，预测新疆原油直馏油汽液平衡。通过对泡、露点温度与平衡闪蒸温度的考察，证实了该法的可行性，计算准确性能满足工程实用要求。     

UNIFAC基团贡献法预测新疆直馏油汽液平衡

在实测新疆原油小于３５０℃馏分油常压和大于３５０℃重油减压不同条件下的汽液平衡数据基础上，探索将正构烷烃模型分子法与ＵＮＩＦＡＣ基团贡献法相结合，按三种相平衡常数模型，预测新疆原油直馏油汽液平衡．通过对泡、露点温度与平衡闪蒸温度的考察，证实了该法的可行性，计算准确性能满足工程实用要求     

基于固体钙含量的CO2腐蚀水泥石规律预测

CO₂会腐蚀油井水泥环，导致其强度衰退，使其失去保护套管和封隔油、气、水层的作用，从而缩短油气井寿命，造成巨大经济损失。如果能够预测CO₂在井下的腐蚀深度和腐蚀规律，那么就可以预测油井寿命，进而对水泥环耐腐蚀性能进行改进。然而，目前的CO₂腐蚀深度模型，大多是基于实验数据拟合建立的半经验模型，不具普遍适用性。针对这一问题，根据质量守恒定律结合扩散对流方程及钙离子沉淀速度，建立了CO₂腐蚀深度预测模型。该模型考虑了CO₂的扩散作用以及钙离子的沉淀，具有较强的适用性。通过CO₂腐蚀实验验证了该模型的可靠性，并利用该模型分析了水泥石基质被腐蚀后的变化规律，结果表明，随着腐蚀时间增加，水泥环孔隙度、渗透率增加，孔道迂曲度减小从而导致物质对流扩散加快、腐蚀速率加快；距离腐蚀端面越近孔隙度、渗透率越大，孔道迂曲度越小。     

新型二元混合工质HFC32/HFO1234yf的热物性模型

在已有文献数据的基础上,优化了HFC32/HFO1234yf二元混合物相对应的交互系数和HFO1234yf适用于Peng-Robinson-Stryjek-Vera(PRSV)方程的纯物质特性参数,建立了用于该混合物的PRSV方程模型,并用该模型开发了二元混合物的热物性计算程序.比较实验数据发现,PRSV方程计算值的精度比PR方程有所提高.根据PRSV方程绘制了混合物饱和压力、温度随气液组成变化的关系图,并列出了定组成(0.3/0.7)时二元混合物饱和性质表,最后比较了不同混合比条件下混合物的潜热曲线.发现HFC32的添加有利于流体潜热的提高,考虑到GWP的因素,推荐了作为替代制冷剂时HFC32/HFO1234yf二元混合物所要满足的混合比范围为0.2/0.8~0.4/0.6.     

镁蒸气铁水脱硫气液反应过程水模型研究

针对镁蒸气铁水脱硫的气液反应过程,利用物理模拟的方法,通过水模型实验对铁水脱硫气液反应过程进行实验研究.采用高速照相机来获取不同通气模式、通气流量和搅拌桨浸入深度下气泡的分布状态.用NaOH 与 CO₂ 的一级反应来模拟镁蒸气脱硫过程中的吸收速率和利用率.结果表明:使用中心底吹模式,通气流量为 2.0m³/h,搅拌桨浸入深度为 250mm 的条件时,熔池内的气泡细化分散效果很好.气液传质速率和 CO₂ 气泡利用率均有明显提高.     

Ac(2880)+ 2D波激发态的强衰变

在³P₀模型框架下,计算A_c(2880)⁺作为2D波激发态的衰变宽度和分支比,确定其量子态并探究内部激发模式.计算结果表明:A_c(2880)⁺有可能是2D激发态A_c2(3/2⁺),J^P=3/2⁺,且n_ρ=1、l_λ=2,为径向ρ激发、轨道λ激发的激发模式,总衰变宽度Γ_total=18.53 MeV,分支比比值R=Γ(Λ_c(2880)⁺→Σ_c(2520)π)/Γ(Λ_c(2880)⁺→Σ_c(2455)π)=0.16;也可能是2D激发态A’_c2(3/2⁺),J^P=3/2⁺,且n_λ     

沥青质沉淀中的改进固相模型研究

含沥青质原油体系在温度、压力或成分等发生变化时,沥青质会不断地沉淀、聚集并依附于管壁,严重时会堵
塞油井和外输管道。要准确地描述沥青的沉淀和沉积问题,需要对原油体系气–液–固三相相平衡进行研究。通过调
研和分析含沥青质油气体系特征过程和三相相平衡计算方法,在假设沥青质的沉淀不影响体系气–液平衡的基础上,
提出先计算气–液平衡,利用气–液平衡计算出的结果进一步计算液–固平衡,将三相平衡计算分解成两次两相平衡计
算。将沉淀的沥青质视为固相,建立了一种用以模拟沥青质沉淀的气–液–固三相相平衡热力学模型,同时考虑了标准
态温度和压力对沥青质固相逸度计算的影响。某一含气原油中沥青质沉淀计算结果表明,该模型能够有效地模拟并
计算油气体系中沥青质沉淀量和包络线。     

Y2Ti2O7: Cr3+晶体中Cr3+杂质中心EPR参量及缺陷结构研究

本文利用强场图像中的高阶微扰公式计算了Y₂Ti₂O₇:Cr³⁺晶体的电子顺磁共振谱（EPR）参量(g因子g_//,g⊥和零场分裂D),计算中采用双旋-轨耦合参量模型,同时考虑了中心离子和配体的旋-轨耦合对EPR参量的贡献,计算结果与实验值很好地吻合.结果表明Cr³⁺掺入Y₂Ti₂O₇晶体会引起O^2-偏向[111]方向（C₃轴）2.55°,同时,杂质中心O^2--Cr³⁺键长相对于基质晶体的O^2--Ti⁴⁺键长增加0.005 A.     

混合制冷剂R134a/R600a与矿物油互溶性的实验研究

对混合制冷剂R134a/R600a与矿物油组成的混合物,在气-液相平衡时的温度和压力进行了测量.在R600a的质量分数为8.7%～28.6%的范围内,对R134a/R600a组成的混合制冷剂与矿物油的互溶性进行了实验研究,得到了当矿物油与制冷剂完全溶解时,混合制冷剂/油的饱和温度-压力曲线.实验结果表明:矿物油在混合制冷剂中的溶解度只与它和R600a的质量比有关.随着矿物油与R600a质量比的增加,临界互溶温度逐渐上升;与无矿物油的混合制冷剂相比,矿物油与混合制冷剂互溶后,其饱和压力有所下降.     

模拟喷吹氢气对高炉运行和二氧化碳排放的影响

本文采用一维稳态区域模型模拟了氢气注入对高炉运行和二氧化碳排放的影响。在高炉垂直温度模式模拟的基础上，以热储备区为重点，评估了最大注氢速率。本研究还检查了鼓风温度氧气浓度对焦炭置换率、生产率、氢气利用效率和二氧化碳减排的影响。在鼓风温度为1200°C，富氧量为2vol%和12vol%时，最大氢气注入速率分别为每吨铁水（HM）注入19.0和 28.3千克的H₂。结果表明，焦炭替代率为每千克H₂ 3到4 千克的焦炭，直接CO₂排放减少10.2%到17.8%，根据氧富集水平的不同，生产率最高可提高13.7%。提高鼓风温度进一步减少了二氧化碳的直接排放。氢气利用度达到最大值0.52–0.54 H₂O/(H₂O + H₂)。氢气注入的脱碳潜力估计在每吨H₂ 9.4吨CO₂到9.7吨CO₂之间。为了经济可行性，注氢需要在低成本制氢方面取得革命性进展，除非技术变革是由碳排放成本推动的。氢气注入可能会对滚道的径向温度模式产生不利影响，这可以通过采用适当的注氢技术来解决。     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

中国“煤改气”政策对经济发展和环境治理的影响——基于CGE模型的分析

基于2017年全国投入产出表，对标准的CGE模型进行扩展，加入环境和政策模块，构建能源环境SAM表，设定恰当的函数参数以及模拟情景，研究“煤改气”政策对经济发展和环境治理的影响.结果表明：煤炭行业产值约为天然气的3倍；“煤改气”会对非能源行业的生产带来负向影响，且工业受其影响最大；在增加补贴的基础上提高居民对天然气的消费和投资比例，对煤炭行业产值削减作用显著，可使天然气行业产值大幅度提升；“煤改气”对CO₂、SO₂的减排效果明显，对NO_x减排效果一般.