CeO_2掺杂对CaO基吸收剂CO_2捕获性能的影响

以P123作为软模板剂,通过均相沉淀法制备了CeO_2掺杂的CaO基吸收剂,研究了CeO_2掺杂对CO_2捕获的影响。结果表明,CeO_2掺杂可促进表面氧物种的生成,从而促进CaO与CO_2的碳酸化反应。CaO-CeO_2的相互作用一方面促进了从Ca到表面氧物种的电子转移;另一方面,由于部分Ca离子对晶格中Ce离子的取代,晶格的电中性被打破,有利于CeO_2中晶格氧的逸出,以及氧空位和O~(2-)的生成。本实验制备的纯CaO吸收剂的碳酸化反应活化能为28.1 kJ/mol,而掺杂CeO_2后活化能显著降低,且当Ce/Ca(物质的量比)为0.25时达到最低值10.2 kJ/mol。另外,CeO_2的掺杂有利于CaO的分散,进而减缓CaO烧结。CeO_2掺杂的吸收剂在碳酸化/煅烧循环中表现出良好的CO_2捕获性能和循环稳定性。     

M- (Sm, Pr, Ga) 掺杂TiO2带隙及电子结构的第一原理研究

采用密度泛函理论对M-（Sm、Pr、Ga）掺杂锐钛矿型TiO2能带和电子性质进行了系统的理论研究. 计算结果表明,通过Sm和Pr的掺杂可以降低TiO2的带隙进而使其产生吸收边红移,通过Ga的掺杂能使带隙稍增加. 这主要是由于Sm和Pr的掺杂使Sm和Pr上的4f层电子与原子相邻O原子上的2p层电子相互作用,形成的杂质能级影响了Ti-O的能带结构,从而降低带隙,提高TiO2的可见光吸收性能.     

MFI/MFI核壳分子筛的合成及催化性能研究

通过对核相ZSM-5的预处理步骤和在温和水热条件下的二次生长, 合成了壳层硅铝比高、核相硅铝比低、纳米晶壳层致密的MFI(核)/MFI(壳)型核壳分子筛材料. 考察了晶化温度和晶化时间对高硅壳层MFI/MFI核壳型沸石分子筛的合成的影响, 其适宜的合成条件为晶化温度高于130 ℃, 晶化时间19 h. 核相ZSM-5的预处理步骤对于成功合成此特殊核壳型分子筛材料十分关键. 与普通ZSM-5沸石分子筛相比, MFI/MFI核壳分子筛在催化甲苯甲基化反应时的失活效率显著降低.     

Fe/活性炭催化剂上合成气合成液体燃料

以活性炭为载体,钾为助剂,浸渍法制备了Fe/活性炭催化剂,在固定床反应器中考察了不同铁含量、助剂、载体的催化剂的催化性能。结果表明Fe/椰壳活性炭具有较高的一氧化碳转化率和C+5烃收率。考察了反应温度、压力、空速等对费-托合成的影响。在Fe/椰壳活性炭催化剂上,适宜的温度(300～350°C),中压(2.5MPa)及较低空速(1000h-1)有利于合成气合成液体燃料。     

新型塔式混合澄清萃取器及其传质特性

分析了混合澄清器与传统塔式萃取器的优缺点,开发设计了一种新型的液液传质设备——塔式混合澄清萃取器。选择合适的物系（煤油一苯甲酸一水、环己烷一丙酮一水）对该设备进行了传质特性的研究,并考察了桨叶形式、搅拌速率、两相流量以及级数等因素对萃取的影响。结果表明：在实验条件下,该设备的单级效率可达到96％以上;在403r／min搅拌速率下,经过四级萃取,萃取率可达95％左右。     

鼓泡床反应器中气泡尺寸和速率分布的实验研究

在内径为0.1 m、高度为1.5 m的鼓泡床反应器中,当表观气速(ug)为0.53~7.46 cm/s时,利用双头电导探针测定了上升和下降气泡的尺寸和速率。实验结果表明:在所测试的表观气速范围内,存在3个流型区域,即安静鼓泡区、过渡区和湍流鼓泡区,3区域间转变的ug分别为2.13 cm/s和4.26 cm/s。考察了不同流型区内上升和下降气泡的尺寸和速率的轴向和径向分布:在安静鼓泡区,气泡的尺寸和速率分布均匀;而在过渡区和湍流鼓泡区,气泡的尺寸和速率随反应器轴向和径向位置的改变而发生明显的变化。相同ug下,在反应器中心,下降气泡比上升气泡尺寸小30%~40%;当ug一定,轴向高度为0.6 m(h/D=6)时,反应器中心的下降气泡比上升气泡速率小55%左右;而在无因次径向位置r/R=0.8处,下降气泡比上升气泡速率小40%左右。     

SPC-01催化剂上MTBE裂解制异丁烯及其裂解动力学

甲基叔丁基醚(MTBE)裂解是一条比较理想的生产高纯度异丁烯的工艺路线.采用管式反应器,在170～230℃、0.2～0.6 MPa、液相空速0.5～2 h-1的条件下,对SPC-01型固体杂多酸催化剂上甲基叔丁基醚裂解制异丁烯的工艺进行了研究,考察了操作条件对裂解过程的影响.当反应压力为0.4 MPa、反应温度为210～230℃、液相空速为0.5～1.0 h-1时,MTBE转化率高于92.2%,异丁烯和甲醇选择性均大于99.9%.采用一维平推流积分反应器模型建立幂函数裂解动力学方程,利用最小二乘法对动力学实验数据进行参数拟舍,获得了裂解动力学方程,并对模型进行了检验.     

N235萃取铼的热力学研究

以N235为萃取剂,正庚烷为稀释剂,在盐酸体系中研究萃取铼的热力学.在N235＋（NH4）ReO4＋n-C7H16＋HCl＋H2O体系中,在温度278.15-303.15 K和离子强度0.1-2.0 mol.kg-1范围内,以NH4Cl为支持电解质,在HCl体系中测定了萃取平衡水相中ReO4-浓度和pH值.计算了萃取反应的标准平衡常数K0,并利用EXCEL得到经验公式logK0=15.7445—745.501/T-0.0253T,同时计算了萃取反应的其他热力学量,指出了该萃取过程的推动力.     

固定管板式热交换器应力分析

 管壳式热交换器因其可靠性高、适用性广泛成为很多工业部门中应用最广的热交换器。常规设计采用GB 151—1999《管壳式换热器》中当量等效近似方法,该当量等效力学模型和实际结构存在较大差异,尤其对于大型高参数热交换器,若无法应用常规设计方法,必须进行分析设计。有限元方法是最常见的分析设计方法。本文应用ANSYS通用有限元软件,对某实验台用热交换器建立了有限元模型,模型分别采用实体单元和梁、壳单元对固定管板式热交换器的壳体、管板和换热管所构成的固定连接结构进行了应力分析研究,以及温度载荷和压力载荷同时作用下的有限元分析。在实验台上进行与有限元分析中引用载荷相同的温度和压力载荷进行实验,并将实验结果与有限元分析结果进行比较,研究表明采用梁、壳单元或实体单元均能获得较精确的结果。考虑到热交换器的建模难度、工程精度需求和计算时间,对于大型高参数热交换器有限元分析采用梁、壳单元进行模拟,既可保证计算精度,又可降低建模难度,是切实可行的处理方法。     

甲醇合成系统中二氧化碳的作用

常压下研究了二氧化碳在甲醇合成系统中的作用和H_2-CO-CO_2-H_2O-CH_3OH混合物的动力学特性。认为二氧化碳的存在能保持催化剂表面的活性状态,促进甲醇分解与合成的速率。在有二氧化碳存在的甲醇分解与合成反应系统中,变换反应接近平衡。