工业型高纯氦气纯化器研制

研制了用于工业领域的高纯氦气纯化器,通过低温吸附的气体分离方式提纯氦气,将进气压力2~22 MPa、流量≤300 Nm^(3)/h、纯度>30%的氦气一次性提纯为99.999%的高纯氦气。研发设计主要从工业纯化器的流程模拟设计、工艺设计、仪控设计等方面实现工业系统的连续运行。工业型纯化器中的吸附器在运行中采用低温纯化、回温活化等交替型工作方式,需经过变温的交变工况,故在容器设计中增加了疲劳分析设计,从理论分析上保障容器安全性。工业型高纯氦气纯化器的设计采用两组及以上、单组多塔切换、全自动控制设计,完善的报警联锁功能,保障设备安全连续运行,实现无人值守。

水葫芦在丙酮溶剂中液化制取生物油

为了提高水葫芦液化制取生物油品质,利用混合水平的正交试验方法,以丙酮为溶剂,在微型磁力高压反应釜中考察液化温度(240~280℃)、水葫芦和丙酮质量比(1:5、1:10)和液化时间(30、60、90 min)等对水葫芦直接液化制生物油的影响规律。结果表明,液化温度对水葫芦的直接液化过程有明显的影响。综合生物油产率及其品质分析可知,水葫芦最佳液化条件为液化温度270℃,水葫芦和丙酮的质量比1:5及停留时间90 min,此时生物油的产率达到最大值为22.54%,热值为34.51 kJ·kg^-1,酸值为23.17 mgKOH·g^-1。通过GC/MS对生物油组成进行分析,初步给出了部分酮类化合物(4-甲基-3-戊烯-2-酮)和含氮化合物(3-羟基吡啶)的转化机理,为水葫芦资源化利用及其他生物质液化提供理论依据。

水葫芦催化热解动力学特性

利用热重法对吸附了重金属盐CuSO_4的水葫芦(WH)热解特性及反应动力学进行研究,考察重金属Cu^(2+)在水葫芦热解过程中的催化作用,同时采用Coats-Redfern法根据热重曲线对催化热解过程进行拟合计算获得水葫芦热解的活化能和指前因子等动力学参数来建立动力学模型。热重分析结果表明:Cu^(2+)对水葫芦热解过程有明显的催化作用,随着Cu^(2+)浓度的增大,水葫芦热解最大失重率明显增大,在Cu^(2+)浓度为0.5%时达到最大值为96.26%,相比于水葫芦单独热解提高了32.92%。动力学分析表明:可以用一级反应来描述水葫芦热解过程;当Cu^(2+)浓度为0.5%时,水葫芦主要组分热解的活化能均有所下降。因此,Cu^(2+)浓度为0.5%时对水葫芦热解过程最有利。