催化剂颗粒对自持放电型碳纳米管气体传感器电极的影响

根据高电场作用下 ,气体的自持暗放电曲线不同区分气体的方法灵敏度高 ,不易产生交叉敏感 ,但是工作电压高。用催化热解法在硅基上生长出垂直于基底的碳纳米管阵列 ,利用碳纳米管的尖端效应 ,使得高电场集中在一个微小的区域内 (纳米级 ) ,从而使得气体导电所需的工作电压大幅度下降。催化热解法生长出的碳纳米管顶端含有催化剂颗粒 ,当其紧密排列时 ,形成屏蔽层 ,减弱了碳纳米管的表面场强。这里 ,提出三步纯化法 ,去除了碳纳米管阵列顶端的催化剂颗粒 ,极大地增强了碳纳米管的表面场强。

FCC催化剂颗粒的形貌特征初探——显微观察照相技术的工业应用

由于电子显微分析能够提供微小颗粒的表面形貌和几何结构的有关信息,所以,自FCC微球催化剂诞生以来,电子显微镜便成为表证其性能的重要工具,在各国得到普遍应用。应用显微观察照相技术,对各种状态下的FCC催化剂,包括新鲜剂、平衡剂、待生剂和再生剂等颗粒形态进行了观察。描述了催化剂在不同工艺条件下的颗粒形貌,如新剂是否细粉太多,大颗粒是否空心,是否由多个小颗粒粘结而成;再生剂烧焦比例是否合适;在用催化剂是否金属中毒等。根据催化剂颗粒形貌和色泽的变化,进行了FCC装置故障诊断和优化操作,取得了显著效果,增加了炼油厂的经济效益。

DBD反应器中催化剂颗粒直径对放电功率的影响

介质阻挡放电(DBD)协同催化剂可有效脱除NOx,在一段式DBD反应器中固体催化剂颗粒兼具有放电阻挡介质作用,可有效提高放电功率。今通过建立数学模型以及实验测试研究了在DBD反应器中填充颗粒直径对放电功率的影响规律,研究发现随填料颗粒直径增大,放电功率先增加再降低,并且随输入电压增大颗粒直径对放电功率影响更加显著。因为当填料粒径大于峰值时,在DBD反应器中随粒径增大间隙增加大,在相同条件下间隙电容小于固体颗粒电容,总电容量降低,所以放电功率随颗粒直径增大而降低。当填料粒径小于峰值时,随颗粒直径减小固体颗粒等效电容厚度变小,易被击穿,电容量降低,所以放电功率随颗粒直径减小而降低。随输入电压增大放电增强,有效面积增大,而最大有效放电面积跟填充颗粒直径有关,所以粒径对放电功率影响随输入电压增大而增强。填料颗粒直径对反应器总输入功率影响很小,因为总输入能量不仅消耗于系统放电,而且还使系统产生热量。理论模型和实验测试结果变化趋势基本一致,该结论可为DBD协同催化反应过程中选择适宜催化剂颗粒直径提供理论依据。

采用浸渍-还原法在炭纤维表面制备纳米镍催化剂颗粒

为了在炭纤维表面原位生长纳米炭纤维/纳米碳管,研究它对炭/炭复合材料微观界面结构和导热性能的影响,以硝酸镍为催化剂前驱体,H2为还原气体,N2为载气,采用浸渍-还原技术在炭纤维表面制备纳米Ni催化剂颗粒。用扫描电镜观察Ni颗粒形貌和粒径,分析讨论还原温度和时间对纳米Ni颗粒的影响及纳米颗粒的形成原因。研究结果表明:随着还原温度升高,Ni颗粒逐渐变大;随着还原时间增加,催化剂前驱体涂层先分裂,再逐渐形成纳米Ni颗粒,而后又因烧结变大;H2和N2气在Ni颗粒形成过程中还起到刻蚀涂层、吸附弱化颗粒间粘结力的作用;合成纳米Ni颗粒的最佳工艺条件是:还原温度为400～450℃,还原时间为30～60min。

一维几何对称催化剂颗粒内零级等温反应的理论分析──2．考虑外扩散影响

以理论分析为基础，对数种一维几何对称均匀型或薄壳型催化剂颗粒内的零级等温反应进行分析，在考虑外扩散影响的情况下，得出了两种类型催化剂颗粒的几何形状对粒内进行的零级等温反应的影响关系．

催化剂颗粒在弯道与渐扩管组合管系内的运动分布特征

采用数值模拟方法对弯道与渐扩管相连的管道内气固两相流运动分布特性进行研究。主要分析弯道和渐扩段气相流场分布特征及气相回流卷吸作用下颗粒运动分布特性,研究沿出口水平管段二次流结构发展变化及其对颗粒分布及沉降的影响。针对不同入口速度下,水平管内气流速度、截面平均二次流速度和颗粒质量浓度分布规律进行研究分析。研究结果表明:沿弯道后的水平管道,二次流速度很快下降;二次流对颗粒的卷吸搬运作用,降低颗粒在管道截面的局部聚集浓度;当入口气流速度为4 m/s或更小时,水平管内上升二次流速度较小,颗粒沉降现象明显;当速度增大到6 m/s,水平管截面颗粒质量浓度分布较均匀。

基于支持向量机的催化剂颗粒浓度软测量

软测量技术的关键是建立优良的软测量数学模型,最小二乘支持向量机(LS-SVM)以其优良的泛化特性而被应用到软测量建模中。在分析炼油厂烟气催化剂颗粒浓度测量原理和现状的基础上,提出了基于最小二乘支持向量机建模的催化剂颗粒浓度软测量方法,给出了相应的系统结构和算法。针对系统慢时变特性,采用模型校正机制,以提高软测量的在线监测精度。仿真和实际运行结果表明,基于LS-SVM的软测量精度优于经验公式,是软测量建模的一种有效方法。

异形催化剂颗粒的性能预测与对比

研究了环形、车轮形及蜂窝形等异形催化剂颗粒的有效因子、固定床传热性能及其压降。在此基础上 ,从基本的传热、传质方程出发 ,对三种异形颗粒达到相同转化率所需的床高、催化剂用量以及在固定床中的传热、总床层压降等性能进行了对比与预测。

多孔固体催化剂颗粒的几何形状对外扩散传热、传质的影响

以普兰特推出的边界层理论为依据，讨论了多孔固体催化剂颗粒的几何形状（颗粒度和几何外形）对其周围传热、传质过程的影响，分析结果较满意地解释了以往的实验结果。

浆态床低压甲醇合成反应器的数模分析与设计(I)——催化剂颗粒床层轴向分布

本文对热模条件下的浆态床低压甲醇合成反应器进行了数模分析 ,通过模拟计算 ,重点讨论了温度、表观气速、颗粒直径、床层高度、催化剂浓度等主要参数与反应器内催化剂颗粒轴向分布的相互关系以及颗粒轴向分布对甲醇合成过程的影响 .模拟结果表明 ,颗粒直径、床层高度、催化剂浓度对催化剂的轴向分布影响较为显著 ;

多孔固体催化剂颗粒内等温扩散反应的分形几何对称模型参数m(英文)

分形学是一个十分重要的自然分支 .为了描述一个真实多孔固体催化剂颗粒中等温扩散催化反应的特性 ,分形几何对称模型的分形参数m是至关重要的 .单颗粒化学反应模型参数m的一个关系已被得到 .

计算机辅助模拟计算催化剂颗粒内的一级等温平行反应——忽略外扩散的影响

本文是采用正交配点法和高斯一约当消无法 ,用计算机语言 ,在忽略外扩散条件下 ,对催化剂颗粒内进行的一级等温平行反应的产物和反庆物浓度的变化情况进行模拟计算 ,并把数值解和解析解进行了对比分析 ,取得了比较满意的结果。

分数几何对称模型理论分析多孔固体催化剂颗粒中的一级等温串连扩散反应(英文)

在多孔固体催化剂颗粒中的串连扩散反应是非常重要的一类化学反应 ,如水解反应 ,卤化反应和氧化反应等 .分数几何对称模型已用于分析这类反应的一般规律 .为了得到多孔固体催化剂颗粒内非均相催化反应的各因素 ,这个模型将拓宽单颗粒化学反应工程的认识领域 .而且 ,在多孔固体催化剂颗粒填充床中分数参数m和实验数据间的关系Dui=φ2 im +1也已推得 .

催化剂颗粒的力学性能与机械强度

本文将弹性力学方法引入催化剂颗粒内应力分布的计算。实验结果表明：催化剂材料的应力应变关系符合弹性材料的特征；催化剂材料的强度判据可采用最大剪应力准则；催化剂材料的力学性能数据中，弹性模量基本上为常数，泊松系数则明显地随应变变化，这种现象充分表明了多孔催化剂材料随外界压力的变化自动调节其内部孔率这－本质特征。在实验结果的基础上，本文给出了镍催化剂（以水泥作粘合剂）的力学性能数据，并对三种异形催化剂颗粒的侧向承载能力进行了对比。

基于有限元法催化剂颗粒撞击壁面的数值模拟

为解决催化裂化装置中的许多构件因为催化剂颗粒长期不断冲击而导致失效等的问题,将有限元法应用到其模拟仿真中,分析了单颗催化剂颗粒参数(角度、速度、材料)对不同壁面材料的撞击而造成壁面磨损的影响,建立了催化剂颗粒撞击壁面的数值分析模型,研究了催化剂颗粒以不同的速度、撞击角度,以及不同的催化剂颗粒的材料撞击不同材料的壁面对壁面造成的影响,并分析了催化剂颗粒变形对壁面磨损的影响,根据计算的结果,对催化剂颗粒参数进行了优化控制,提出了减少催化剂颗粒变形和构件磨损的技术措施。研究结果表明,该方法能够使催化裂化装置长期安全稳定地运行。

基于图像法的甲醇制烯烃流化床反应器内催化剂颗粒输送分离高度的研究

甲醇制烯烃(MTO)生产过程中,输送分离高度直接影响反应器和再生器的结构尺寸、相关位置及催化剂的损失等。使用平均粒径为90 mm的工业MTO催化剂颗粒,在覫90 mm×1 000 mm的有机玻璃冷态试验台上对催化剂颗粒的浓度分布和输送分离高度随流化气速的变化情况进行研究。采用粒子图像测速技术获取冷态床的实验图像,并通过数字图像处理技术最终获得MTO催化剂颗粒的浓度分布。在此基础上建立数学模型,进行计算回归,得到其与催化剂颗粒输送分离高度的实验关联式。

滴流床反应器催化剂颗粒微观结构的模拟优化

使用SIMP变密度拓扑优化法,对滴流床反应器催化剂颗粒的拓扑形状和催化活性组分在颗粒中的分布进行优化设计,研究了催化剂颗粒在不同的反应速率、反应级数、反应组分扩散系数和液膜厚度下的优化形态。结果表明,维持催化活性组分在催化剂颗粒载体中的浓度不变时,在颗粒中制作成洋葱或树状的中空结构可有效提升催化剂效率;维持催化剂颗粒形状不变时,为提高催化能力,可将催化活性组分沿颗粒侧表面集中分布。经催化剂结构优化后,颗粒对一级反应的催化转化率提高了19%~36%,对二级反应提高了50%~76%;经催化活性组分分布优化后,颗粒对一级慢反应的催化转化率提高了1~6倍,对二级慢反应提高了5~7倍。

催化剂颗粒撞击壁面的有限元分析

针对催化裂化过程中催化剂颗粒大量跑损的问题,采用有限元的方法建立了单颗催化剂颗粒撞击壁面的有限元模型,并运用Abaqus作为前处理器。催化剂颗粒是一种典型的脆性材料,在有限元模型中选取了相应的材料本构模型,模拟了不同参数(撞击形态、入射速度、入射角度)的催化剂颗粒撞击壁面的过程,建立了催化剂颗粒的质量损失与催化剂颗粒参数间的关系,并对模拟结果进行了分析。最后,根据数值模拟的结果,优化了催化剂颗粒的参数,提出了减少催化剂跑损的措施。研究结果表明,撞击过程中的不同催化剂颗粒参数对催化剂的磨损量会产生较大的影响,催化剂颗粒的磨损量随着入射速度和入射角度的增大而增大,当催化剂颗粒以45°的形态撞击壁面时,磨损量最小。

燃油中催化剂颗粒对船舶柴油机的危害及对策

残留在燃油中的催化剂颗粒,在柴油机运行中会使喷油设备、活塞缸套、等运动部件磨损加剧,从而造成系统油大量流失,严重时引发扫气箱着火等危害,给柴油机管理带来麻烦。对于及早发现残留在燃油中的催化剂颗粒对柴油机的危害,本文提出了行之有效的、切实可行的对策。

可显示不同寻常活性的亚毫微米级催化剂颗粒

据日本的研究者称，通过一种树枝状基体方法能够控制合成1nm和亚毫微米尺寸、包含精确原子数的金属颗粒。该团队描述了一种全新的制备上述尺寸范围颗粒的溶液的方法，据报道该颗粒具有不同寻常的催化活性。