滴状冷凝初始液滴的形成机理

滴状冷凝初始液滴形成机理一直是悬而未决的问题。鉴于镁能与热水(冷凝液)反应,反应后镁表面的化学成分将发生变化,采用金属镁作为冷凝表面,在实验中通过控制过冷度和冷凝时间而实现蒸汽在镁表面的初始冷凝。然后应用电子探针(EPMA)技术分析冷凝前后试件表面化学成分的变化,用于推断蒸汽的初始冷凝状态。实验结果表明,镁表面氧元素的含量随着过冷度和冷凝时间增加而明显增加,并且氧元素在镁表面的分布是不均匀的。这些结果说明在固体表面上发生初始冷凝时凝液是成核状态的,而不是成膜状态。因此,滴状冷凝初始液滴形成机理符合成核中心假说。

蒸汽冷凝初始液滴形成机理研究

蒸汽在过冷表面进行滴状冷凝时的初始液滴形成机理一直是悬而未决的问题.应用电子探针和扫描电镜两种方法对水蒸气冷凝前后镁表面上化学成分的变化进行了检测,发现冷凝后镁表面上氧含量明显增加,而且随着过冷度和冷凝时间的增加而增加.为了深入分析氧含量的增加是整个表面都反应造成的还是仅局部反应导致的,建立了镁与凝液反应的动力学关系,并推算出初始液滴所占面积分率远小于1的结果.同时电子探针的扫描检测结果证明氧元素在镁表面上的分布是不均匀的,凝液所占面积分率的图像处理结果与动力学计算结果相吻合.因此,初始形成的冷凝液仅在表面的局部区域产生,不是以薄液膜的形式覆盖表面,即滴状冷凝初始液滴的形成机理在纳米尺度下符合固定成核中心假说.

与膜耦合的细胞固定化串联发酵制乙醇的研究

利用植物纤维作为廉价的糖源生产燃料乙醇是解决世界能源危机的最有效途径。今研究采用海藻酸钙固定普通酿酒酵母细胞和嗜鞣管囊酵母细胞于两个串联的发酵罐内,连续发酵葡萄糖和木糖组成的糖液并与膜耦合来制取酒精。通过硅橡胶膜(PDMS)的渗透蒸发过程,将产品乙醇从发酵液中移出,减少了产物乙醇对发酵的抑制作用。实验结果表明,这套采用海藻酸钙固定酵母细胞进行连续发酵并与膜耦合的生物反应器系统,在稀释率为0.321h-1下稳定运行,剩余葡萄糖和木糖浓度分别为0.134、4.921g·L-1,乙醇得率为0.457g(乙醇)·g-1(糖),是理论得率的92.64%,生产能力达到10.996g·L-1·h-1。与其它发酵方式相比较,用海藻酸钙来固定细胞并与膜耦合的发酵过程可增大酵母细胞浓度,明显降低乙醇对酵母的抑制作用,并提高糖的转化率。

表面形貌对初始滴状冷凝的影响

鉴于镁能与热水(冷凝液)反应,反应后镁表面的化学成分将发生变化,初始冷凝液核的形态将被保留在镁表面上,所以本实验采用金属镁作为冷凝表面。同时为了研究冷凝表面微观形貌同滴状冷凝之间的关系,在相近的冷凝条件下,选取不同磁控溅射条件下制备的镁膜作为冷凝表面,采用分形理论对镁表面冷凝前表面形貌的复杂程度进行量化研究,运用差分计盒维数法计算镁表面冷凝前表面形貌的分形维数。结果表明冷凝试件的表面形貌特征对初始滴状冷凝的液核数有较大影响,其分形维数不同,冷凝后镁表面初始液核数也不同。在实验的基础上,建立了能够反映表面分形维数对成核中心密度影响的定量关系式。

中温煤沥青甲苯不溶物等4项指标的近红外预测模型的建立

采用仪器所配的积分球分析模块采集了中温煤沥青样品的近红外漫反射光谱图,采用一阶导数(SG1D)、标准正态变化(SNV)等方法对所得的原始光谱进行了预处理。分别采用GB/T2292-2018、GB/T 2293-2019、GB/T 2294-2019、GB/T 8727-2008测定了样品的甲苯不溶物(TI)含量、喹啉不溶物(QI)含量、软化点和结焦值等4项指标。以4项指标的光谱数据为自变量,测定值为因变量,采用偏最小二乘法(PLS)分别建立了测定值与光谱数据的预测模型。结果表明:4项指标的预测值和测定值的相关性较好,决定系数(R2)分别为0.82,0.79,0.71,0.96,校正均方根误差(RMSEC)分别为0.48%,0.35%,1.11℃,0.35%,预测均方根误差(RMSEP)分别为0.59%,0.45%,1.10℃,0.52%,模型具有较好的预测能力,可满足煤沥青制成过程质量控制的需求。

9-芴甲醇的合成研究

利用固体碱为催化剂,采用一步法合成9-芴甲醇,考察了主要影响因素对产品收率的影响。甲苯和环己烷混合溶剂对粗品提纯能使产品含量达到95%以上,收率达到40%以上。

影响煤焦化回收车间主要产品收率的因素分析

针对鞍钢集团煤化工事业部回收车间焦油、硫酸铵和轻苯三大产品的收率明显下降情况,分析了配煤挥发分、炉顶空间温度和结焦时间以及配煤主要煤种对三大产品收率的影响。结果表明,配煤挥发分、气煤是煤焦化三大产品收率的主要影响因素,并建立了相应的数学预测模型,为今后生产提供参考。

低中间相改质沥青的生产与研究

研究了反应温度、反应压力和停留时间对中间相含量的影响。实验结果表明,中间相含量随反应温度和压力升高而提高,在0.22MPa时达到最高;随停留时间的延长而升高,在8h左右达到最大值。适宜的条件下可制备出中间相含量为1.22%的改质沥青。

鞍钢脱硫废液制酸工艺生产运行情况

介绍了鞍钢化学科技有限公司脱硫废液制酸项目建设概况、工艺流程、生产运行情况。废液制酸项目投产后,煤气脱硫指标显著改善,保证了生产稳定运行。

针状焦原料预处理参数的选择

生产针状焦必须对原料进行预处理,一般采用溶剂法将软沥青制备成精制沥青。对溶剂比、芳脂比、软沥青配比进行了试验,并对精制沥青的收率及QI的影响进行分析,找出生产精制沥青的工艺条件。

管式炉法改质沥青连续生产工艺

简述了国内外焦化企业应用的各类改质沥青生产工艺,重点介绍了目前已实现工业化的负压工况下管式炉法改质沥青连续生产工艺。该工艺反应温度低,运行周期长,能耗低,环保水平高,运行稳定,适用于低QI中温沥青原料。

沥青系列产品的开发与研究

介绍了软沥青和改质沥青的生产工艺和操作,每月可生产软沥青8 000t,处理粗焦油22万t/a,工艺设计合理,节约投资,效益可观。改质沥青装置结构紧凑、操作简单、自动化程度高,产品质量较好且稳定。

低温气相加氢与萃取蒸馏在苯精制中的应用

论述了低温气相加氢与萃取蒸馏工艺在苯精制过程中出现的问题及解决方案。低温气相加氢和萃取蒸馏技术可降低产品中硫含量,提高产品质量与收率。

煤系针状焦的制备及性能评价研究

本文以煤系软沥青为原料,全流程制备高功率石墨电极,对针状焦石墨化颗粒及石墨电极试体的性能、指标进行分析评价。通过与日本进口针状焦的质量指标进行对比分析,提出国产煤系针状焦质量优化方向。

微结构表面的大过热度蒸发传热特性分析

玻璃化冷冻方法是细胞超低温保存的有效冷冻方法之一。降温速率的提高有利于细胞内外溶液玻璃化程度的增加,同时可以降低低温保护剂的浓度,减少低温保护剂对细胞的毒性伤害和渗透性损伤。本文针对发生在冷冻载体微结构表面的大过热度蒸发过程的传热特性进行研究。采用集总热容法,计算了传热过程的热流密度、总传热热阻和液氮蒸发传热系数等重要传热参数,考察了它们随过热度变化的规律。在本文研究的过热度变化范围内,随着过热度的增加,微结构表面的液氮蒸发传热系数呈线性减小趋势;总传热阻呈指数增加趋势;热流密度呈抛物线变化趋势。上述研究成果有利于进一步理解微结构表面的大过热度蒸发传热机理。

针状焦的制备方法及其产业化研究

阐述了针状焦的主要性能和用途,介绍了针状焦的制备工艺方法,分析了国内外针状焦的工业化生产现状。

锂离子电池石墨负极材料的性能及发展研究概述

锂离子电池及其关键材料已成为世界各国关注的一个科技和产业焦点,石墨负极材料由于具有成本低、能量密度高等优势一直占据着整个锂离子负极材料市场的主导地位。本文綜述了石墨负极材料的核心性能指标对其性能的影响,并概述了石墨负极材料的应用及发展现状。

中国钢铁工业协会 中国金属学会冶金科学技术奖获奖项目简介 鞍钢30万t焦油深加工典型工艺技术和装置研发与应用

项目简介:本项目属于冶金行业煤化工技术领域。高温煤焦油含有沥青、萘、β-甲基萘、芴、苊、酚、喹啉等多种化工产品,国外已可从中分离提纯400~500种化工产品,国内焦油加工主要是初步分离焦油产品,产品品种相对较少,产品深加工工艺相对落后。本项目瞄准焦油深加工这一具有市场前景的课题,针对焦油加工工艺及装备技术难点展开攻关,确定整体工艺方案,取得了良好工业应用效果,研发出2项国家发明专利及多项专有技术。主要成果如下。