欢迎访问过程工程学报, 今天是
[an error occurred while processing this directive]  
玻璃钢/复合材料  
 
2007年 7卷 2期
刊出日期 2007-04-20

过程与工艺
材料工程专栏
综述
流动与传递
生化工程专栏
系统与集成
反应与分离
流动与传递
209 欧俭平;詹树华;马爱纯;萧泽强
蓄热式连续推钢加热炉内钢坯加热过程动态数值模拟
基于商业软件CFX4.3和自编程序,建立了一套CFD模拟系统,并以新钢公司80 t/h蓄热式加热炉为对象,对其进行适当简化的三维动态数值模拟研究,分析了钢坯在炉内的加热过程,并与生产记录数据和现场测试进行对比. 结果表明,蓄热式加热炉能获得较好的流场和温度场分布,钢坯出炉前温度达到1460 K以上,钢坯内各节点的温差不超过10 K,基本满足高效、低耗的钢坯加热工作需要. 但本研究的蓄热式加热炉在生产条件下的温度制度仍存在一定的不合理之处,钢坯离开加热段进入均热段时其表面平均温度为1350 K左右,均热段大部分时间内钢坯仍在被加热,影响均热效果,在今后设计和操作加热炉时应加以改进.
2007 Vol. 7 (2): 209-215 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 300KB] ( )
216 刘福平;齐晓堃;王安玲
幂律油墨在纸张中渗透深度的计算与实验
利用一维渗流方程导出了印刷过程中幂律油墨渗透深度随印压和印刷速度(印压时间)的变化关系,由渗透深度测量值和所推幂律油墨渗透深度公式计算了幂律油墨在几种型号纸张中渗透率与纸张孔隙度的比值(渗孔比). 改变印压和印刷速度,由幂律油墨渗孔比,利用幂律油墨渗透深度公式对油墨渗透深度进行了估算,结果与实验测量值吻合得很好.
2007 Vol. 7 (2): 216-222 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 227KB] ( )
223 侯凤云;吕清刚;矫维红;贺军
污泥颗粒与河砂混合流化特性的实验研究
在内径f105 mm、高800 mm的冷态流化床实验装置上进行了污泥颗粒与河砂混合流化特性的实验研究,获得了污泥颗粒水分、污泥颗粒与河砂的质量比对混合物料的流化特性的影响规律. 实验结果表明,污泥颗粒的水分、污泥颗粒与河砂的质量比会影响混合物料的最小流化速度,也影响污泥颗粒与河砂混合的均匀程度. 污泥颗粒的质量比越大,混合物料的最小流化速度越大;污泥颗粒的水分含量越高,混合物料的最小流化速度也越大;污泥颗粒与河砂的质量比越接近1:1,越容易实现充分混合. 在对实验数据进行分析处理的基础上,提出了污泥颗粒与河砂混合物料的最小流化速度经验方程,为流化床污泥颗粒干燥工艺提供基础数据和设计依据.
2007 Vol. 7 (2): 223-228 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 199KB] ( )
229 余潜;禹耕之;杨超;毛在砂
液-液-液三相体系的相分散与分相特性
以包含双油相和单水相的液-液-液三相体系为对象,利用编程控制的CCD照相系统,考察了搅拌槽内不同操作条件下液-液-液三相体系的相分散及分相情况. 实验结果表明,桨型对三相体系的分散情况有较大影响,径流桨的分散效果优于轴流桨,下推式轴流桨优于上推式轴流桨;各相体积比的改变会导致不同的相分散形式;不同相分散形式的分相过程也不相同,实验中体系的分相过程可以分为凝并界面水平型与无规则型两种典型情况,分别对应两种不同的相分散形式;采用分相数学模型,可成功预测凝并界面水平型分相过程中各界面的高度随时间的变化.
2007 Vol. 7 (2): 229-234 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 388KB] ( )
235 夏小霞;王志奇;周乃君
铝电解槽内电解质运动的数值模拟
通过适当的简化,建立了铝电解槽内电解质运动的物理模型和数学模型,以商业CFD软件为平台,分别对电磁力作用、阳极气体作用以及电磁力和阳极气体共同作用3种情况下的电解质运动进行了数值模拟. 研究结果表明,电磁力作用时,电解质以水平运动为主,半槽的电解质流场基本上呈现一个大涡的结构;阳极气体作用时,电解质运动主要是以每个阳极周围的小循环为主;电磁力和阳极气体共同作用时,电解质流场与阳极气体作用时几乎完全相同,这说明阳极气体对电解质流场起主要作用.
2007 Vol. 7 (2): 235-240 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 319KB] ( )
241 金哲山;李志鹏;高正明;贺友军
应用功率谱密度与小波分析组合法研究搅拌槽内宏观不稳定性
在直径为0.476 m的平底圆柱搅拌槽内,实验测定了不同条件下搅拌桨扭矩的数据. 通过构造信号比较了信号的处理方法,表明功率谱密度与小波分析组合法可更有效地分析含有噪声的一维低频信号的频率值和峰值,并用此方法对实验数据进行了分析研究. 结果表明,搅拌槽内存在宏观不稳定现象,所得到的无因次宏观不稳定频率(f/N)与文献值一致. 因此,功率谱密度与小波分析组合法是研究搅拌槽内宏观不稳定现象的有效工具.
2007 Vol. 7 (2): 241-245 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 445KB] ( )
反应与分离
246 王炯;徐红彬;张讼培;张懿
溶析结晶法分离铬酸钾
首次测定了不同温度下铬酸钾在甲醇-水和乙醇-水混合溶剂中的饱和溶解度,结果表明,在同一温度下,铬酸钾的饱和溶解度随甲醇/水和乙醇/水质量比的增加而显著降低;在相同的甲醇/水或乙醇/水质量比条件下,铬酸钾的饱和溶解度随温度的增加而增加. 提出了以乙醇作为溶析剂、采用溶析结晶法分离铬酸钾的新工艺,并对溶析结晶过程中各相关参数对结晶相分离效率的影响进行了理论分析和实验研究,表明采用溶析结晶方法从水溶液中分离铬酸钾是可行的,为钾系亚熔盐法铬盐清洁工艺中铬酸钾的高效分离提供了新思路.
2007 Vol. 7 (2): 246-251 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 314KB] ( )
252 范永平;王化军;张强
微波破乳器的实验研究
对自制的800 W隧道式箱型微波破乳器进行了微波破乳实验研究. 详细考察了影响微波破乳器破乳效果的工艺参数,得出了最佳条件:流量70 L/h,温升速率16℃/min. 最佳实验条件下,含水50.0%的乳状液经微波破乳-离心分离后得到的离心油样含水率为2.2%. 循环连续破乳实验表明,含水率随有效停留时间的延长逐渐趋于稳定,采用多级串联的方法可以提高处理量,且可达到较好的破乳效果. 通过对微波破乳器的场强分布数值模拟,对比了有物料和无物料两种情况下微波破乳器的场强分布差异,为微波破乳器的进一步放大提供了依据.
2007 Vol. 7 (2): 252-257 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 976KB] ( )
258 范永平;王化军;张强
油田沉降罐中间层复杂乳状液微波破乳-离心分离
对长庆油田沉降罐的乳化层复杂乳状液进行了微波破乳-离心分离实验研究. 详细考察了微波辐射强度、辐射时间、温升速率、离心时间、离心转速等对脱水效果的影响,得出了最佳条件:微波辐射强度2 W/g,微波辐射时间3 min,温升速率8.3℃/min,离心时间4 min,离心转速2500 r/min. 在优化条件下,含水45.1%的乳状液经微波辐射-离心分离后得到的离心油样含水率为2.10%. 通过对Zeta电位的检测,探讨了微波破乳的机理,认为微波辐射减小了油水界面的Zeta电位,失去Zeta电位作用的水珠容易碰撞聚并,导致油水分离.
2007 Vol. 7 (2): 258-262 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 199KB] ( )
263 赵亚梅;胡小玲;管萍;杨峰
夹带剂对超临界CO2萃取茄尼醇过程的强化
夹带剂强化技术可显著提高超临界CO2萃取茄尼醇的萃取效率. 本工作在分析讨论萃取机理及夹带剂强化作用的基础上,研究了影响强化效应的夹带剂种类、用量、输入方式3个主要因素及其对茄尼醇萃取率的影响规律,并讨论了夹带剂与茄尼醇从萃取混合物中二级选择性解析的问题. 在设计夹带剂强化萃取茄尼醇正交实验的基础上,进一步分析了夹带剂用量、压力和温度影响茄尼醇萃取率的顺序及显著性. 最优强化萃取操作条件为压力25 MPa,温度40℃, 95%乙醇用量为1.5 mL/g. 并通过建立强化萃取茄尼醇的萃取率模型,对最优条件下超临界CO2萃取茄尼醇的萃取率进行预测,预测值为82.4%,与实验均值81.5%基本一致.
2007 Vol. 7 (2): 263-267 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 214KB] ( )
268 廖春发;焦芸芬;邱定蕃
膦(磷)类萃取剂浸渍树脂吸附重稀土的性能
利用静态法研究了5种不同膦(磷)类萃取剂的浸渍树脂在盐酸介质中对重稀土的吸附行为. 结果表明,Cyanex272与膦(磷)类萃取剂组成的双萃取剂的浸渍树脂在同等实验条件下比单一Cyanex272萃取剂的浸渍树脂对重稀土具有更好的吸附性,其中以Cyanex272与P507, Cyanex302, Cyanex923和TBP分别按体积比1:1, 5:1, 1:1, 2:1混合为最优. 吸附最佳pH值在3.0~4.0之间,吸附平衡时间为50 min,升高温度对吸附有利. 在相同实验条件下,5种浸渍干树脂Cyanex272, Cyanex272-P507, Cyanex272-Cyanex302, Cyanex272-Cyanex923, Cyanex272-TBP对重稀土的饱和吸附容量分别为20.04, 25.37, 21.87, 22.16, 38.48 mg/g.
2007 Vol. 7 (2): 268-272 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 216KB] ( )
273 彭翠;朱国才;池汝安;赵玉娜;邹永前
Recovery of Copper from Leaching Solution of Copper Smelting Ash
An efficient and reliable approach based on solvent extraction to selectively recover copper from leaching solution of Jinchuan copper smelting ash has been developed in this work. And the extraction isotherm of 50%(j) N902 with initial aqueous acidity of 19.6 g/L was determined at 25℃. The results show that the extractant, N902, has good selectivity to copper, and its saturated capacity of copper under the given conditions is over 23 g/L. The recovery rate of copper in the extraction is over 99%. And copper extraction equilibrium is reached in 90 s using 50% N902 with kerosene as the diluenting agent at an organic and aqueous volume phase ratio (O/A) of 1. Furthermore, over 99.5% of the loaded copper in the organic phase could be stripped by applying 196 g/L H2SO4 as the stripping agent.
2007 Vol. 7 (2): 273-277 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 86KB] ( )
278 谢祖芳;陈渊;戴艳菊;童张法
717阴离子交换树脂吸附磺基水杨酸
采用静态及动态法研究了717强碱阴离子交换树脂对水中磺基水杨酸的吸附解吸性能. 实验结果表明,在pH 2.2~12时,该树脂对磺基水杨酸有较强的吸附能力,吸附曲线符合Langmuir等温方程,吸附过程为焓驱动的放热熵减过程,吸附动力学以颗粒内扩散为主. 通过实验测得303 K时树脂静态饱和吸附容量为508 mg/g. 在315 K下用10%NaCl+2%NaOH溶液可快速洗脱树脂上吸附的磺基水杨酸,洗脱率达99%. 该树脂吸附操作简便,易再生,可望用于磺基水杨酸废水的治理及富集回收.
2007 Vol. 7 (2): 278-282 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 287KB] ( )
283 刘善培;王启山;何文杰;韩宏大;樊雪红;耿天甲
Comparison of Dissolved Air Flotation and Sedimentation in Treatment of Typical North China Source Water
The treatment of typical north China water by dissolved air flotation (DAF) and sedimentation process was examined. A pilot plant with a water treatment capacity of 120 m3/d constructed in the Jieyuan Water Treatment Plant (JWTP) of Tianjin, China, was utilized for the comparison of the two processes. The results show that during the pilot test, DAF process can remove particles and organic mater more efficiently than sedimentation process. The removal rate for turbidity by DAF process is 5.5% higher than that by sedimentation in normal turbidity period, and 40% higher in low turbidity period, it is 5%~10% higher for removals of algae, total organic carbon (TOC), trihalomethane formation potential (THMFP) and bacteria in all periods. The removal rates for turbidity, TOC, THMFP, algae and bacteria by DAF process can reach 95%, 30%, 20%, 94% and 97% respectively. From the results of the pilot test, it can be concluded that DAF is a feasible clarification process, especially for source water with low turbidity and high algal blooming.
2007 Vol. 7 (2): 283-287 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 136KB] ( )
288 王建华;陶智超;杨勇;常杰;相宏伟;李永旺
微球状a-Fe2O3还原动力学
采用连续共沉淀和喷雾干燥相结合的方法制备出平均颗粒直径15.3 mm的微球状a-Fe2O3颗粒粉体,利用H2-TG还原实验手段结合Hancock-Sharp方法,研究了微球状a-Fe2O3在563~583 K温度范围内等温还原为Fe3O4的还原行为和还原动力学. 结果表明,随等温还原温度的升高,还原速率增大,在还原度a<0.8的还原阶段由a-Fe2O3转化为Fe3O4的还原反应是由相转变反应机理控制的,578 K以上恒温还原时,还原后期会发生部分Fe3O4的进一步还原. 在相转变机理控制的还原反应范围内,还原反应活化能为152.44 kJ/mol.
2007 Vol. 7 (2): 288-292 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 421KB] ( )
293 王宝庆;马广大
生物过滤塔降解含乙苯废气动力学模型
以陶粒作为生物过滤床的填料净化含乙苯废气. 通过对乙苯降解过程的分析,在稳态条件下建立了生物膜内Dx微元上的物质平衡方程. 并通过适当假设条件,将模型进行简化求解,得出了零级反应方程及一级反应方程. 用实验数据对方程进行了拟合,结果表明,生物过滤塔对乙苯的生物降解过程为零级反应扩散限制过程. 以葡萄球菌(Staphylococcus)为乙苯降解菌,停留时间大于28.3 s、气体流量小于1 m3/h、入口浓度小于6500 mg/m3时,用实验数据回归得出了bQgCg,in1/2=19.22. 用该方程,针对不同的入口浓度Cg,in,在一定的气速条件下可得出相应的b值,将其代入方程Cg(h)=Cg,in(1-bh)2,可计算出生物过滤塔不同高度处的出口浓度Cg(h)值. 该方程对于实际应用具有指导意义.
2007 Vol. 7 (2): 293-297 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 198KB] ( )
298 张丽清;王之昌;姜琳琳;王小欢;张风春
SiCl4作用下氟碳铈精矿的碳热氯化动力学
以活性炭为还原剂、Cl2为氯化剂、SiCl4为脱氟剂,研究氟碳铈矿的碳热氯化反应动力学. 在500℃以下,氟碳铈矿的氯化率较低;随反应温度和脱氟剂用量的增加,稀土氯化率增加. 但随着氯化反应的进行,温度的影响逐渐减弱. 在450~650℃之间,在脱氟剂SiCl4作用下,稀土的氯化率由36%增至98%,氟碳铈矿的碳热氯化反应可在低温下进行. 碳热氯化反应符合未反应核模型,反应模型的数学表达式为kt=1-(1-X)1/3,反应的表观活化能为42.5 kJ/mol.
2007 Vol. 7 (2): 298-301 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 233KB] ( )
302 郭春立
水力旋流器应用于渣油高温液固分离
利用水力旋流器对渣油进行高温液固分离,研究了高温工况下渣油的物理性质和石油化学成分对分离性能的影响. 结果表明,水力旋流器在高温下对渣油中的重组分颗粒有显著的分离效果,分离后产物的密度和粘度发生了明显变化,当渣油加热到200℃、入口流量为15 m3/h时,对甲苯不溶物、沥青质、胶质的分离效率最高,分别达53.6%, 47.1%和30.7%,促进了颗粒、大分子的缔合、团聚作用. 根据平衡轨道理论计算了水力旋流器的切割粒径d50,与实验结果基本相符.
2007 Vol. 7 (2): 302-305 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 398KB] ( )
306 韩宁;王鹏;张英民;史书杰
D,L-丙交酯提纯溶剂的选择
考察了两种绿色无毒溶剂乙酸乙酯和乙醇在D,L-丙交酯提纯过程中的使用情况. 以熔点为指标表征重结晶后D,L-丙交酯的纯度,考察了重结晶温度、时间及D,L-丙交酯/溶剂比例对D,L-丙交酯重结晶收率的影响. 结果表明,在不同重结晶温度、时间及溶剂用量下,两种溶剂提纯3次后D,L-丙交酯的熔点均能达到聚合的要求. 使用两种溶剂提纯的经济性对比表明,乙醇较适宜作为D,L-丙交酯扩大生产中的提纯溶剂,其最佳的提纯条件为温度4℃或更低,重结晶时间在1 h以上,乙醇使用量为2.5 mL/g. 在此条件下,提纯3次后D,L-丙交酯的收率约为63%. 对重结晶所得物质进行了元素分析、FT-IR分析及1H-NMR分析,结果表明所得产物为环状D,L-丙交酯结构.
2007 Vol. 7 (2): 306-309 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 194KB] ( )
过程与工艺
310 池汝安;肖春桥;黄晓慧;王存文;吴元欣
A Novel Approach to Bioleach Soluble Phosphorus from Rock Phosphate
A novel approach to bioleach soluble phosphorus from rock phosphate, involving the bio-oxidation of pyrite by adaptated Acidithiobacillus ferrooxidans (At. f) and the product of sulfuric acid to dissolve rock phosphate, has been proposed in this paper. The soluble phosphorus could be leached more effectively in the presence of pyrite by At. f than that leached directly by sulfuric acid. The optimal technological parameters are presented. The highest phosphorus leaching rate is 9.00% when the culture substrate is the mixture of FeSO4·7H2O and pyrite, the phosphorus leaching rate is 8.00% when the initial pH and culture time are 2.5 and 5 d, respectively. The optimal rock phosphate particle size is 0.05 mm for the leaching of phosphorus. The bigger the grains of pyrite, the lower the phosphorus leaching rate. The bacterium At. f should be appropriately adaptated, which makes it easier to bioleach soluble phosphorus from rock phosphate.
2007 Vol. 7 (2): 310-316 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 429KB] ( )
317 王一雍;张廷安;陈霞;鲍丽
微波焙烧对一水硬铝石矿浸出性能的影响
研究了微波焙烧对一水硬铝石矿浸出性能的影响. 考察了微波辐射温度、微波辐射时间对矿物浸出性能的影响,在此基础上,对微波焙烧预处理的机理作了进一步的探讨. 结果表明,微波焙烧能够显著提高氧化铝的浸出率,降低浸出液的分子比. 微波焙烧在微波辐射温度为535℃、辐射时间为5 min时达到了最佳的效果. 微波辐射温度过高会造成矿物烧结,影响浸出效果. 延长微波辐射时间对浸出效果影响不大.
2007 Vol. 7 (2): 317-321 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 638KB] ( )
322 刘岩;姜茂发;许力贤
铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中的熔解行为
研究了形状一定的致密铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中的熔解行为,系统考察了不同渣系组成对铬矿在渣中熔解量及熔解速度的影响,结合实验现象讨论了铬矿在渣中的熔解机理. 研究结果表明,在本实验条件下,炉渣碱度在0.8~1.5范围内,随渣碱度降低,铬矿熔解量及熔解速度均增大;铬矿熔解量和熔解速度随着Al2O3和MgO质量分数,尤其是Al2O3质量分数增大而减小,在炉渣中添加CaF2可明显加快铬矿熔解速度.
2007 Vol. 7 (2): 322-326 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 282KB] ( )
327 岳钦艳;张升晓;于慧;高宝玉;王晓娜;解建坤
TiO2加入量对高炉渣微晶玻璃析晶的影响
以高炉渣微晶玻璃为研究对象,改变配料中晶核剂TiO2的含量,制得微晶玻璃样品. 以不同的升温速率对样品进行差热分析,根据升温速率和差热分析曲线上的晶化峰温度,采用3种不同的方法计算微晶玻璃样品的析晶活化能. 结果表明,随着TiO2含量的增加,析晶活化能呈现出先减小后增大的趋势,在TiO2的加入量为3.1%时,微晶玻璃的析晶活化能最低,此时拟合出的3种析晶活化能最小值分别为135.7, 143.9, 151.7 kJ/mol. 样品的红外谱图表明,TiO2的含量为3%~4%时析出晶体较多. TiO2含量为3%和4%的样品的X射线衍射图谱表明,样品中析出了以透辉石为主晶相、金红石为次晶相的晶体.
2007 Vol. 7 (2): 327-331 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 252KB] ( )
332 王德永;闵义;刘承军;史培阳;姜茂发
利用CO-CO2-H2混合气体生产碳化铁的实验研究
通过热力学计算,讨论了利用CO-CO2-H2混合气体生产碳化铁的可行性,并在实验室小型流化床反应器内使用CO-CO2-H2混合气体进行铁矿石还原实验,分别讨论了反应温度、系统压力、H2含量、CO/CO2比值等因素对碳化铁生成的影响. 扩大化的公斤级流化床实验表明,当反应时间为150 min时,铁矿石还原度超过95%,反应时间180 min时碳化铁率达到90%左右.
2007 Vol. 7 (2): 332-336 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 226KB] ( )
337 蔡九菊;刘汉桥;齐鹏飞;田冬青
电弧炉熔融医疗垃圾焚烧灰的实验研究
利用处理量为2 kg的直流电弧炉对医疗垃圾焚烧的底灰、底灰与布袋飞灰的混合灰分别进行熔融实验研究,并比较了熔融前后灰和熔渣的化学成分、物相、微观形貌、浸出毒性及重金属残留率. 结果表明,底灰主要由复杂的硅酸盐晶体组成,布袋飞灰含有大量的硬石膏(CaSO4)、氯化钠(NaCl)晶体,熔融后两种熔渣均为无定形非晶态的玻璃熔岩. 底灰、混合灰熔融后减容率分别达到78%和80.5%;熔融前布袋飞灰浸出液中Pb, Cd, Zn浓度远超过危险废物填埋限值,熔融后的熔渣中重金属固化在Si-O网格中,渗沥液中浓度极低,完全符合环保要求. 熔融后2种熔渣中Pb, Cd, Zn的残留率较低,而且混合灰熔渣中重金属残留率均低于底灰熔渣.
2007 Vol. 7 (2): 337-341 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 524KB] ( )
342 崔玉民;孙文中
二氧化钛合成与表征及其在光催化降解酸性红B中的应用
采用溶胶-凝胶法制备纳米粉末TiO2,并用XRD等技术对样品进行了表征.讨论了影响酸性红B光催化降解率的主要因素,实验结果表明,以600℃煅烧的TiO2为光催化剂,当催化剂用量为2.00 g,通入空气的流量为10.0 L/min,试液的起始浓度80 mg/L(试液体积600 mL),pH=6.5时,光照140 min,酸性红B的降解率达到99.2%.
2007 Vol. 7 (2): 342-346 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 234KB] ( )
系统与集成
347 郭汉杰;赵伟洁;李林;杨学民
基于共存理论的二元系强电解质水溶液质量作用浓度通用热力学模型
利用离子-分子共存理论建立了可计算强电解质水溶液组元质量作用浓度的热力学通用模型. 以KCl-H2O, CsCl-H2O, NaCl-H2O及BaCl2-H2O二元系为示例,计算了上述4个二元系在温度为298.15 K、质量摩尔浓度在0.2 mol/kg到饱和浓度范围内的组元质量作用浓度. 热力学模型计算的以纯物质为标准态、以摩尔分数为浓度单位的组元质量作用浓度经过转换后,与文献报道的以无限稀为标准态、以质量摩尔浓度为浓度单位的组元活度可良好吻合. 这说明本工作建立的强电解质水溶液的质量作用浓度热力学模型可用于预测组元活度,基于强电解质水溶液中存在离子和分子结构的推断是合理的,质量作用浓度在计算的组元浓度范围内遵守质量作用定律.
2007 Vol. 7 (2): 347-353 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 214KB] ( )
354 李茂;周孑民;王长宏
300 kA铝电解槽电、磁、流多物理场耦合仿真
将标量电位法和磁标量位法相结合,开发了铝电解槽电场、磁场耦合计算模块,并导出了电磁力场以计算磁流体三维湍流流场及其界面波高. 计算结果表明,垂直磁场基本呈现为反对称关系,水平电流对磁流体运动有显著影响,铝液流场形态基本对称,呈现为4个较大漩涡,铝液界面向中部隆起. 将计算结果与测试值进行了比较,表明该方法能够有效用于铝电解槽生产和设计的物理场仿真计算分析.
2007 Vol. 7 (2): 354-359 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 963KB] ( )
360 倪伟敏;吴忠标;官宝红;赵伟荣;郑平
Fractal Geometry of Particle Aggregates Formed in Calcium Sulfite Slurry
The solid-liquid separation is an important operation for the regenerated slurry of dual-alkali FGD system, and calcium sulfite could predominate in particle aggregates of the slurry. The settling velocity of calcium sulfite particles is a key parameter for the solid-liquid separation design. However, the settling velocity predicted by Stokes' Law could be suitable only for a spherical aggregate, but not for the irregular one. In this work, fractal geometry was introduced in order to characterize highly irregular geometric shapes. The sizes of calcium sulfite particle aggregates were analyzed using a metallographic phase microscope and image analysis. The results showed that particle aggregates had fractal features. The fractal dimensions could reveal the characteristics of the aggregates' geometry and aggregation process. An exponential relation between the fractal dimension D2 and the particle size l was determined as AμlD2. According to fractal theory, a parameter can be used to modify Stokes settling velocity close to actual settling velocity. The results could be valuable for the design of solid-liquid separation processes.
2007 Vol. 7 (2): 360-365 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 219KB] ( )
366 郭彦;李初福;何小荣;龚真直;陈勃;张秋怡
采用神经网络和主成分分析方法建立催化重整装置收率预测模型
催化重整装置收率预测的准确性对生产计划的制定具有重要意义. 采用神经网络和主成分分析方法,并运用改进的遗传算法进行网络训练,建立了催化重整装置收率预测模型. 将这一模型程序作为催化重整装置收率预测模块加入软件GIOPIMS(Graphic I/O Petro-chemical Industry Modeling System)中,得到更为精确的产品收率预测结果. 在实际生产中,将收率预测模块计算的催化重整装置各侧线的收率代入生产计划模型中,可为生产计划的制定提供依据.
2007 Vol. 7 (2): 366-369 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 282KB] ( )
生化工程专栏
370 陈键;杜伟;刘德华
乙酸甲酯体系酶催化法生产生物柴油的后处理精制工艺
乙酸甲酯代替甲醇作为酯交换的酰基受体,可避免甲醇和甘油对酶催化剂的损害. 本工作根据乙酸甲酯体系制备生物柴油的特点,提出了相应的生物柴油后处理精制工艺,并根据实验研究给出了可行的操作工艺参数及物料衡算,所得成品精生物柴油符合DINE 51606质量标准. 应用化工模拟软件Pro/II模拟计算了粗生物柴油精馏的影响因素. 结果表明,精馏塔理论板数7~11块、塔顶绝对压力133~1333 Pa、回流比1.5~3.0是较优的减压精馏操作范围.
2007 Vol. 7 (2): 370-374 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 213KB] ( )
375 魏明;姜绍通;罗建平
霍山石斛类原球茎在气升式反应器中补料培养合成多糖
在10 L气升式反应器中进行了霍山石斛类原球茎悬浮培养. 研究了接种量、通气量、碳、磷等营养成分对霍山石斛类原球茎生长和多糖合成的影响. 在接种量为100 g/L(鲜重)、通气量为0.5 L/min时,30 g/L的蔗糖、2.5 mmol/L的磷酸盐有利于类原球茎生长,而0.312 mmol/L的磷酸盐有利于多糖积累. 根据霍山石斛类原球茎生长和多糖积累的动力学特性,提出了两步培养方式,采用补料策略,确定了最佳补料时间. 结果表明,采用两步培养,生物量达46.7 g/L(干重),是一步培养的1.5倍,多糖产率达8.15 g/L,是一步培养的2.6倍.
2007 Vol. 7 (2): 375-379 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 193KB] ( )
380 邓禹;堵国成;李秀芬;刘登如;陈坚
基于发酵液特性的透明质酸提取预处理工艺
为进一步提高透明质酸成品质量和提取收率,针对透明质酸发酵液中菌体和蛋白质的物化特性,采用25 g/L三氯乙酸灭活菌体并使蛋白质变性沉淀,以发酵液质量1.2%的混合硅藻土(粗细硅藻土比为1.5:1)为过滤助剂,过滤温度60℃,pH 7.0的发酵液预处理工艺提取透明质酸成品. 再配以酒精沉淀、气浮、酒精造粒的后处理工艺,所得成品透明质酸中葡萄糖醛酸含量达46.39%,蛋白质含量仅为0.047%,分子量为190万,提取收率为91.3%.
2007 Vol. 7 (2): 380-384 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 275KB] ( )
385 王福远;苗长春;韩慧龙;金文标;刘铮
电场对黄孢原毛平革菌生长、细胞通透性及其胞外酶反应的影响
研究了交、直流电场对黄孢原毛平革菌Phanerochaete chrysosporuim的生长、细胞通透性及其所分泌的漆酶、木质素过氧化物酶及锰型过氧化物酶活力的影响. 结果表明,施加50 Hz, 50 mA交流电可显著地促进Phanerochaete chrysosporium的生长,经过10 d的培养,其干菌重为对照组的1.72倍;施加交、直流电都能够使细胞的通透性增强;施加交、直流电场在短时间内可显著提高3种胞外酶的活力,而时间过长则导致活力降低,电流强度为10 mA时的适宜加电时间为10 h.
2007 Vol. 7 (2): 385-389 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 200KB] ( )
390 徐英黔;吴蕾;甘一如
CTAB法制备超螺旋质粒DNA
研究了基因治疗用载体质粒DNA的一种非色谱的大规模纯化方法-CTAB沉淀法,并对其进行了工艺优化. 首先采用高纯过滤介质CelPure去除大量杂质,并利用CTAB浓度梯度溶液研究了不同形式DNA(超螺旋质粒DNA、切口质粒DNA、线性质粒DNA、染色体DNA)沉淀能力的差异,选择性地从蛋白质、RNA及其他形式DNA中提取超螺旋质粒DNA. 针对含有pcDNA3的DH5a菌株,确定CTAB完全沉淀超螺旋质粒DNA的浓度为2.0 g/L,由NaCl对不同沉淀的溶解能力,确定溶解沉淀的最优盐浓度为0.75 mol/L. 用此方法得到的超螺旋质粒DNA的纯度达90%以上,收率为78.94%. RNA、蛋白质残量以及内毒素均符合药品质量标准要求. CTAB对质粒DNA的沉淀效果与质粒DNA的初始浓度有关,并且超螺旋质粒DNA浓度的降低与CTAB的添加量呈一定的线性关系. 超螺旋质粒的分子量越小越不易被分离,并且结构特性比分子量在分离过程中更据主导作用.
2007 Vol. 7 (2): 390-394 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 219KB] ( )
395 高阳;聂开立;王芳;谭天伟
溶胶-凝胶法固定化Candida sp.99-125脂肪酶
利用正硅酸甲酯(TMOS)和丙基三甲氧基硅烷(PTMS)为复合硅源,以PEG(MW=20000)为稳定剂,以HCl为催化剂,经过溶胶-凝胶过程包埋假丝酵母99-125脂肪酶. 研究得到最适的固定化条件为:PTMS与TMOS的摩尔比4: 1, R值(水与硅源的摩尔比)20, 给酶量(酶占硅源的质量百分数)3.71%, PEG与酶的质量比(1~1.5):1, 硅源水解时间35 min. 在该条件下,固定化脂肪酶的最高酯化活力是游离酶最高酯化活力的2.02倍. 固定化脂肪酶在100℃保温2 h后酶活仍维持为59.1%,固定化酶催化特定酯化反应,经过8批连续反应96 h后酶活维持不变.
2007 Vol. 7 (2): 395-398 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 206KB] ( )
材料工程专栏
399 杨静;麻晓光;马鸿文;Ray L. Frost
13X微孔沸石和MCM-41介孔材料的合成及用于处理含Cd2+废水
以天津蓟县钾长石矿粉为主要原料,经选矿、煅烧、水热处理等工艺成功合成了13X微孔沸石. 以气相氧化硅、氢氧化钠、十六烷基三甲基溴化铵等为主要原料,在水热条件下合成了MCM-41有序介孔材料. 采用XRD和N2吸附-脱附等手段对合成的13X沸石和MCM-41介孔材料的物相、比表面积、孔径、孔体积等进行了分析对比. 在此基础上,对13X沸石和MCM-41介孔材料处理含Cd2+废水的效果和机理进行了对比研究,确定了不同分子筛用量、不同初始pH值、不同混合时间下13X沸石和MCM-41介孔分子筛对水中Cd2+的吸附率和吸附量. 研究发现,尽管MCM-41的比表面积和孔径远大于13X沸石,但其对水中Cd2+的处理效果却低于13X沸石,这与13X沸石和MCM-41的孔道结构类型、化学组成、表面荷电性质等有关.
2007 Vol. 7 (2): 399-403 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 447KB] ( )
404 周志辉;邵国林;杨建华;常利峰;王金渠
Beta/碳纳米复合分子筛膜的制备
利用浸渍提拉方法,在平均孔径500 nm的管状a-Al2O3陶瓷管载体上成功制备了无缺陷的Beta/碳纳米复合分子筛膜. 通过室温下单组分气体渗透实验,发现当Beta分子筛在聚糠醇/丙酮溶液中的含量逐渐加大时,复合膜的气体分离因数略有增加,同时气体渗透通量明显加大. 经优化后氢气渗透通量比纯碳膜增加了一个数量级,说明Beta分子筛起到了加快气体渗透通量的作用. 由SEM照片可以发现,随着Beta分子筛含量的增加,制备的纳米复合膜的厚度由平均14 mm减少到7 mm左右,从而减少了气体渗透的阻力.结合实验数据,探讨了沸石分子筛/碳复合膜气体渗透路径.
2007 Vol. 7 (2): 404-408 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 620KB] ( )
409 姜海波;李春忠;赵尹;胡彦杰
阳极氧化电压对多孔氧化铝膜生长过程的影响
以草酸溶液为电解质,采用两步电化学阳极氧化法制备了氧化铝有序多孔膜,研究了阳极氧化电压对多孔膜生长过程及形貌的影响. 结果表明,电流密度、生长速率及孔径、孔间距随电压的升高而增大,而膨胀因子与电压呈线性关系. 氧化铝膜的孔隙率保持在12%左右,与电压基本无关.
2007 Vol. 7 (2): 409-413 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 351KB] ( )
414 周莉;田彦文;臧树良;张建中
MC尼龙6/纳米ZnO复合材料热稳定性的原位XRD法研究
采用原位聚合反应制备MC尼龙6/纳米ZnO复合材料. 动态高温XRD(20~210℃)分析表明,随着温度的升高,MC尼龙6的α1(200)晶面和α2(002+202)晶面分别发生了收缩和膨胀,纯MC尼龙6和MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的α1和α2晶面热膨胀系数分别为aTα1=-8.8×10-5 ℃-1, aTα2=1.6×10-4 ℃-1和aTα1=-1.7×10-4 ℃-1, aTα2=3.4×10-4 ℃-1. 随着温度的升高,MC尼龙6/纳米ZnO复合材料相对结晶度逐渐降低,在熔融温度附近结晶结构基本被破坏,在达到升温高点后的降温过程中产生了重结晶,在20~210℃之间的结构变化基本是可逆的. 加入纳米ZnO提高了MC尼龙6的热稳定性,随着纳米材料含量的增加,复合材料的热稳定性呈上升趋势,分散得越好,热稳定性越强;加入纳米ZnO使MC尼龙6的起始降解温度提高1~9℃,最大失重速率时的温度提高.
2007 Vol. 7 (2): 414-418 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 680KB] ( )
综述
419 朱庆山
固体氧化物燃料电池高效利用生物质气前景分析
生物质气具有来源广、总量大的特点,其规模化利用可有效缓解我国未来能源供需紧张的矛盾,但实现规模化利用的前提是开发出适合其分散、热值低、组成变化等特点的利用技术. 本工作分析了我国生物质气的资源情况,阐述了生物质气利用技术的现状与未来发展趋势,并对固体氧化物燃料电池(SOFC)转换生物质气的技术与经济可行性进行了分析. 结果表明,SOFC能够很好地适应生物质气分散、热值低、组成变化的特点,与传统发电方式相比,SOFC发电可望具有更好的经济性. SOFC规模化利用生物质气将可缓解我国未来电力供需紧张矛盾,具有很好的环境及社会效益,发展前景广阔.
2007 Vol. 7 (2): 419-424 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 302KB] ( )