氨合成塔内件结构新方案

将氨合成塔内列管式换热器，改成螺旋板式换热器，并将该换热器置于触媒筐同一径向上．气体由中心管单端进气改为上、下两端同时进气，以达到进触媒筐的气体尽可能地分布均匀．本结构能使合成塔的生产能力较原塔提高１０％以上．     

冷激式氨合成塔的数学模型 解析法最优化设计求数值解(Ⅰ)

本文自一九八○年完成“冷激式氨合成塔的数学模型”研究之后,通过DjS—21型电子计算机,以两段型冷激式氨合成塔为实例进行计算,对“数模”作了验证和模拟实验。其结果表明:模型的数学推导是正确的,能用于大、中、小型各种冷激式氨合成塔的优化设计、生产控制和教学工作。     

轴向分段原料气冷激式氨合成塔的稳态模拟

本文以中、小型合成氨厂内部套管换热式合成塔内件技术改造为背景，试把内件改为轴 向四段原料气冷激式．用ＩＢＭ－ＰＣ计算机进行模拟计算研究．结果表明．利用现有生产厂合成塔耐 高压的外筒，改造其低压内件为冷激式的触媒筐，可以省去触媒层中的换热管和下部换热器，从 而增加触媒的有效装填空间，提高触媒装填率，对各种规模合成塔单塔生产能力都能获得较大幅 度的提高（可达１２０～１６０％）．文中所采用的数学模型、参数和计算程序，经用引进的３０万吨／年 的装置验证，各主要工艺参数的误差小于７％，吻合较好．     

大型氨合成塔筒体设计对比分析

合成氨工业的快速发展导致其核心设备氨合成塔的容器直径、壁厚及重量不断增加,本文针对现有的几种设备筒体结构(筒节锻焊式、厚板卷焊式、层板包扎式、热套式和扁平绕带式)进行设计对比分析得出:扁平绕带式筒体结构更适合容器大型化发展要求。     

大型氨合成塔简体设计对比分析

合成氨工业的快速发展导致其核心设备氨合成塔的容器直径、壁厚及重量不断增加，本文针对现有的几种设备筒体结构(筒节锻焊式、厚板卷焊式、层板包扎式、热套式和扁平绕带式)进行设计对比分析得出：扁平绕带式筒体结构更适合容器大型化发展要求。     

中间换热式氨合成塔的优化设计及操作

对中间换热式氨合成塔触媒层建立了一维非均相数学模型,利用含钴催化剂动力学方程对该塔进行了优化设计及优化操作的模拟计算,得出了最佳工艺参数,分析了负荷及氢氮比对最大生产强度的影响。     

考虑径向流速分布的二维非均相径向氨合成反应器模型

导出了考虑床层径向流速分布的径向床二维非均相模型,通过计算模拟考察了不均匀流动对三段径向冷激式氨合成塔性能的影响。计算表明：在各种不同的床层进口温度、入口氨浓度和活性系数下,流动的不均匀度所造成的影响是不同的,提高进口温度,降低入口氨浓度和提高活性系数有利于降低流动不均匀对三段径向合成塔净值和生产能力的影响是有限的,在计算条件下,均匀流动和不均匀度高达７０％相比,生产能力只下降了２％。     

合成氨生产系统的两步逐级正交优化

针对合成氨生产的复杂性，以提高氨净值为目标，提出了“两步逐级正交优化”的概念并设计了相关试验方案．作为前期工作，整定了合成氨生产系统PID控制器参数，实现了氨合成塔热点温度的自动控制，提高了氨合成塔的操作水平．在此基础上，在一套年产8万吨的合成氨系统上成功实施了氨净值两步逐级正交优化，氨净值提高了0．52％，取得了明显的经济效益．     

管栅式喷射塔的初步探讨 第二部分 管栅式喷射元件的传质

管栅式喷射塔操作性能与其它并流喷射塔的对比实验结果,及其流体力学状态的实验研究情况,我们已经作过报导。本文在上述实验的基础上,对压降小而结构又十分简单的(仅由普通管子构成)管栅式喷射塔的传质性能作了进一步的实验探讨,并提出了本实验条件下的传质数据的关联式。本实验采用的实验流程和设备,以及喷射元件的尺寸和实验条件均与前文介绍的相同。但为了便于分析取样在喷射元件到吸收段增设了一个大小头,逐渐过度,此与前文介绍的装置,稍有不同。本实验是在空气-氨-水系统中进行的。氨由钢瓶、稳压罐和计量装置组成的供氨系统供给。实验过程中,在实验装置进口处气体的氨浓度保持在1％(体积)左右。操作稳定后,在装置的进口、喷射元件下150毫米处,以及分离器出口处同时取样分析。 Orrington等在他们进行的水吸收氨实验中证实了入口气体的湿度对传质系数影响很小,在大多数情况下是在实验误差范围内。因此本实验流程安排上未考虑对入口气的湿度加以控制。实验中气体的缝隙速度(按喷射元件通道最窄处计)为10～80米/秒;空塔气速为2～9米/秒;液气比为3～50升/米~3。实验塔吸收段高度为1600毫米,直径为150毫米。     

奇异摄动双线性系统的稳定化控制

本文对奇异摄动双线性系统,证明基于降阶系统的稳定化控制仍能保证原系统的稳定性,并在此基础上提出一种稳定化控制方案。设计不是直接对原降阶模型,而是对另一简化模型进行。可证明,基于这种简化模型的控制不影响原系统稳定性。另外对此简化模型(近乎双线性模型),本文还建议一种新的稳定化控制方法。所给方法的有效性,通过它对某一实际氨合成塔的绝热式反应床层的仿真研究,得到证实。     

中型氨合成塔筒体的应力分析设计

对中型氨合成塔的筒体强度及上、下封头与塔体连接的边缘应力进行了分析,为此类压力容器应力值的精确求解提供了一个切实可行的方法,同时计算得出对于中型压力容器在相同条件下用分析设计方法比常规设计方法成本更低的结论。     

基于AVLBOOST的船舶柴油机SCR催化剂储氨特性仿真

为研究SCR催化剂的储氨特性,基于AVL BOOST软件建立某型船舶柴油机SCR催化剂模型,仿真研究不同温度和空速下的SCR催化剂储氨动态过程与储氨量,以及储氨量对转化效率的影响.结果表明:相同空速下,温度增大后催化剂储氨能力显著降低,氨存储时间以及饱和储氨量随温度升高呈线性减小的趋势;相同温度下,空速增大后加快了NH3泄漏,从而使氨存储时间和饱和储氨量有不同程度的降低.低温时(280℃以下),空速对饱和储氨量的影响较大,随着空速增大,饱和储氨量逐渐减小;较高温度时(280℃以上),空速对饱和储氨量的影响非常小.低温时,转化效率随储氨量增大而提高,随着温度的升高,储氨量对转化效率的影响逐渐减小.     

尿素合成塔模拟计算

从热力学原理出发,建立了尿素合成条件下NH3-CO2-H2O-urea体系的热力学气液平衡机理模型,针对合成塔的操作条件,对部分热力学参数进行了优化。在此基础上,根据尿素合成塔结构及合成反应机理,采用本热力学机理模型,基于塔板上全混流模型对尿素合成塔进行了模拟计算,采用迭代法求解模型组成的非线性方程组,对初值的要求不高,易于收敛,计算结果同设计数据相符较好。     

UV-辐照TiO_2纳米管阵列脱色甲基橙废水研究

在近中性的电解液中,采用恒电压阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列膜催化剂,研究了阳极氧化电压、氧化时间、电解液中氟离子浓度等对二氧化钛纳米管阵列表观形貌的影响,并分析了其晶型.以甲基橙模拟废水为目标物,测试了催化剂的光催化脱色效率.结果表明:催化剂的制备条件影响其表观形貌和晶型,进而影响其光催化效率;本实验制备的TiO2纳米管阵列的孔内径约为30~50 nm,壁厚约20~25 nm;热处理前催化剂为无定形型,550℃下热处理后的催化剂晶型以锐钛矿为主;同直接光解相比,光催化脱色甲基橙废水的效率提高了40%.     

对氯甲苯氨氧化法制备对氯苯腈实验综合性实验研究

设计了对氯甲苯氨氧化制备对氯苯腈的综合研究性实验,采用浸渍法制备了VPO/SiO2催化剂,并用XRD、FTIR和SEM对催化剂进行表征,在内径30 mm的石英管固定床反应器上采用正交设计进行工艺条件实验,考察了反应温度、氨比以及空气比对反应的转化率、摩尔产率和选择性的影响。在经过筛选的最佳反应条件下,使用VPO/SiO2催化剂,PCT转化率92.24%、PCBN摩尔产率86.01%,生成的对氯苯腈为白色针状结晶,纯度高于99%。     

废石尾砂混合料浆管道输送压力损失环管试验

环管试验是充填料浆配比设计和充填系统优化的依据。文章针对废石、尾砂替代棒磨砂在金川充填采矿中的应用,开展了混合充填料浆环管试验和管道输送压力损失研究。首先进行废石-尾砂料浆环管试验系统设计,包括试验场地选择、管路布设、试验工艺与实施步骤以及检测仪表;然后设计5组废石-尾砂配比混合集料,进行了不同料浆质量比与流量条件下的环管试验;最后分析环管试验的直管压力损失数据,揭示废石-尾砂混合料浆管道输送压力损失与废砂比和料浆质量比的变化规律,为废石尾砂在金川矿山充填采矿中的应用奠定了基础。     

双进双出型SCR脱硝反应器内导流板设计和数值模拟优化

为了优化某燃煤电厂215 MW锅炉的双进双出型选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统内流场与浓度场,提高脱硝系统的脱硝效率,应用计算流体力学方法对脱硝系统内流场与浓度场进行数值模拟。分别采用k-ε双方程模型和物质组分输运方程模型计算了烟气的湍流流动与氨浓度场分布,研究了原设计方案下脱硝系统内流场和浓度场分布规律,通过优化导流板结构与布置对脱硝系统进行了结构优化。研究结果表明,原设计方案中无导流板情况下,反应器内流场和氨浓度场分布严重不均;优化后,脱硝系统内第一层催化剂入口处烟气速度偏差与氨浓度偏差分别为6.86%和4.62%。     

稀土金属氧化物氨合成催化剂的研究

本工作是探索稀土金属氧化物的氨合成铁系傒化剂的催化活性。稀土氧化物和氧化钾促进的催化剂比氧化铝和氧化钾二促进催化剂的氨合成活性高。这种行为不仅在常压而且在高压下都已经观察到。氨合成反应的催化活性随稀土金属原子序数而改变。可以预期,稀土金属氧化物作为氨合成铁系催化剂的一种促进剂,在工业上是很有潜力的。     

氨合成球形催化剂还原与应用的研究

研究不同粒度,不同型号球形催化剂的还原过程及活性结果,说明在不同内件结构的合成塔中,可通过对催化剂的合理装填,提高催化活性,延长使用寿命。     

厌氧氨氧化过程中无机碳对脱氮效能的影响

采用上流式厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, ANAMMOX)反应器,通过氮去除效能的变化,研究无机碳(inorganic carbon, IC)在厌氧氨氧化过程中的作用及IC质量浓度对厌氧氨氧化过程的影响.结果表明:当进水不投加IC时,反应器脱氮效能明显下降,当进水IC和总无机氮(total inorganic nitrogen,TIN)的质量浓度之比ρ_IC/ρ_TIN为0.2~0.4时,脱氮效能得到恢复并逐步提高.ρ_○IC/ρ_○TIN从0.4继续提高至1.0时,脱氮效能不再发生明显变化.在ρ_○IC/ρ_○TIN为0.4的条件下启动新反应器,运行61天后氮去除负荷达到1.04kg·m^-3·d^-1,ANAMMOX菌活性明显高于原反应器.表明厌氧氨氧化过程中,IC主要提供碳源并充当反应催化剂,充足的IC供应是提高ANAMMOX活性和维持稳定脱氮的必要条件,厌氧氨氧化启动过程中进水IC和TIN最佳质量浓度之比为0.4.