液氢/固氢混合物(氢浆)制备可视化试验研究

针对氢浆混合物中颗粒均匀制备技术,提出了微正压常温氢气直接液化和抽空减压降温的冷却方案,研制了集氢气液化、液氢转注、氢浆制备、氢浆可视化、氢浆含固量测量等为一体的一套综合性氢浆制备可视化试验平台。通过该试验平台,国内首次成功制备出了氢浆产品,充分表明氢浆制备可视化试验测试平台的方案设计是可行且有效的。通过可视化手段,清晰地观测到了液氢变为固氢、再由固氢转变为氢浆的演化过程,最终形成微小固体颗粒在液氢内悬浮的固液混合物状态,对氢浆的研究有了一定的认识。该氢浆试验平台研制可为低温推进剂的致密化研究提供技术支持,对氢浆作为推进燃料发展具有一定的推动和促进意义。

氢浆制备特性及其潜在应用

概述氢浆的制备特性及其在空间技术中用作推进剂的可能性

浆态床加氢反应器整体吊装技术

为实现单体净重达3037t的浆态床加氢反应器整体吊装,提出以单台履带式起重机作为主吊整体吊装浆态床加氢反应器的吊装工艺。通过升级改造大型履带式起重机,结合起重机地基下填上垫、双层路基箱铺设、远起近立吊装工艺设计、地基沉降实时数字化监测、双警戒线设置等多项创新技术的研究和应用,在6d内安全、顺利、高效地完成了3台浆态床加氢反应器的吊装,创造了履带式起重机单机主吊吊重和吊装进度的新纪录,具有显著的经济和社会效益。

基于双喷射雾化的浆氢制备及可视化研究

采用冻结-融化法或螺旋推进法制备浆氢时,需要使用搅拌器或切削器等动设备,将不可避免地产生漏热进而影响浆氢的状态。为满足未来的浆氢规模化制备需求,提出了一种基于双喷射雾化的新型浆氢制备方法,并搭建了特定的综合实验系统,对浆氢的制备、存储、输运及形貌特性进行研究。结果表明,基于双喷射雾化的实验系统成功制备了体积约为50 L的浆氢,固氢含量最高为50%,并且浆氢呈现出较好的存储和输运特性;同时,通过可视化装置观测到浆氢的粘性明显高于液氢,且内部含有较多颗粒均匀的固氢颗粒,能够对波长较短的蓝光进行有效折射,证明了基于双喷射雾化的新型制备方法在高质量浆氢制备领域的应用潜力。

贮箱内浆态低温推进剂沉降特性数值研究

为了揭示浆态低温推进剂在贮存时的颗粒沉积行为规律,解决沉积带来的浆态低温推进剂向火箭发动机输送时的供给问题,研究了贮箱内浆态低温推进剂的沉降特性。基于欧拉-欧拉数值模拟方法,考虑固体颗粒动力学理论建立了低温固液两相流动与相变传热数值模型,研究了浆态低温推进剂(浆氮、浆氧、浆氢)在贮箱内两相流场动力学信息与沉降特性,并讨论了不同低温工质、不同粒径(0.02~0.5 mm)、不同固相体积分数(10%~50%)以及不同漏热率(50~200 W/m^(2))工况对浆体低温推进剂沉积和流场特性的影响。结果表明:固氧颗粒在液氧内沉降较为微弱,但固氮和固氢颗粒明显沉降,实际应用时需考虑防沉降措施;在固相粒径较小、固相初始含量较少、壁面漏热更少的情况下,浆态低温推进剂的沉积量更少;固液密度比较大的浆状流体沉降速率更快,以0.5 mm的粒径为例,浆氮、浆氢相界面的下移速率分别为15.62及12.58 mm/s,而浆氧的相界面下移速率仅为0.12 mm/s;此外,在特定条件下贮箱中存在方向相反的双涡旋。研究结果揭示了浆态低温推进剂在存储过程中的物理规律,可为浆态流体的高效储存和应用提供参考。

FCC油浆浆态床加氢预处理制备针状焦原料的研究

以中国石化茂名分公司2号催化裂化装置的油浆为研究对象,采用分散型Co-Mo催化剂,通过高压釜反应模拟浆态床加氢反应过程,考察氢初压、反应时间、催化剂浓度和反应温度对产物的影响。结果表明:在氢初压3 MPa、反应时间120 min、催化剂质量分数5000μg g、反应温度400℃的条件下,产物的硫、氮质量分数分别为0.44%和0.14%,可满足针状焦原料的需求;且重油馏分收率及三环和四环芳烃总质量分数分别为73.8%和48.9%,相比于现有工业预处理技术分别提高3.8百分点和12.9百分点,表明本研究提出的催化裂化油浆浆态床加氢预处理工艺能制备出满足高品质针状焦指标要求的原料,同时具有重油馏分收率高、三环和四环芳烃损失率低的技术优势。

黏滞性阻尼器在浆态床渣油加氢装置应用总结

为解决某石化企业浆态床渣油加氢装置减压塔底(减底)浆液循环线管线振动过大的问题,保障设备安全稳定运行,结合装置特点及该工艺系统实际操作工况,建立了该段管线的三维模型,应用有限元分析软件对管道整体进行了数字模拟,分析了管线振动的主要影响因素,并应用黏滞性阻尼器对该段管线进行减振。通过仿真系统模拟、优化安装方案,确定了阻尼器的安装位置及加固方式。经过模拟测算可知,采用最终方案该管线振动最大降幅70.6%,方案实施后现场实际振动值最大降幅在89.14%,实际应用效果达到预期,大大降低了该管线的运行风险。

基于神经网络的渣油浆态床加氢产物分布预测模型

采用Pearson相关系数法对渣油浆态床加氢试验数据样本中的变量进行特征选择,优化得到相关性小的17个输入变量,建立了结构为17-14-7的BP神经网络预测模型,用以模拟加氢产物(裂化气、汽油、柴油、蜡油、残渣、不溶物)分布和氢气消耗;同时,针对试验数据样本少、数据不平衡的问题,利用关联式模型进行数据扩充。结果表明:数据扩充后,改进的BP神经网络模型为17-15-7结构,其预测精度大幅提升,最大平均相对误差从66%降至6.57%;为了提高预测精度和计算效率,基于扩充后的数据样本建立卷积神经网络(CNN)模型,其预测最大平均相对误差降至5.38%;进一步将遗传算法(GA)与CNN模型结合以提高模型预测精度,发现GA优化后CNN模型预测的最大平均相对误差小于2%。

浆态床重石脑油加工路线的模拟优化及应用

利用英国KBC公司开发的NHTR-SIM和HCR-SIM流程模拟软件分别模拟优化了石脑油加氢装置和柴油加氢裂化装置的加工全流程,提出了将浆态床重石脑油由全部掺炼于350万t/a柴油加氢裂化装置改为全部掺炼于360万t/a石脑油加氢装置,再进入连续重整装置的加工优化方案。结果表明:在模拟石脑油加氢装置掺炼浆态床重石脑油时,产品精制重石脑油的含硫、氮量分别为0.37,0.42μg/g,均满足重整装置进料小于0.5μg/g的指标要求,该方案可行;优化实施后,虽然该方案仅协同运行半年多,共加工浆态床重石脑油20.47万t,促进柴油组分原料加工量提升了17.82万t,但为公司2022年度综合创效达7928.3万元。

浆氢在水平圆管内流动的数值模拟

利用三维欧拉-欧拉模型对浆氢在水平圆管中的流动特性进行了数值模拟研究,通过数值计算确定了合适的颗粒-颗粒碰撞恢复系数、颗粒-壁面碰撞系数等相关参数,并将数值模拟的压降结果与文献中实验数据进行了对比。利用两相模型对固相体积分数分别为10%、20%、30%,流速分别为1m·s-1、2m·s-1、3m·s-1,管道直径分别为10mm、16.6mm、23mm下的浆氢流动特性进行了模拟,得到了浆氢的固相体积分数在管道截面上的分布,发现在较低流速、较低固相平均体积分数和较大管道直径的情况下固相颗粒的体积分数分布不均匀性更大。

美国浆氢的研究与应用

与液氢相比 ,浆氢具有许多优点。进行浆氢的特性、制备工艺、生产装置及浆氢的测量技术等相关研究工作 ,对未来中国开展浆氢的研究具有借鉴意义。

浆氢与浆氮技术研究现状

浆态是一种固态与液态物质共存的状态,即在液体中含有固体小颗粒。浆氢在用作火箭和航天飞机的燃料方面有很广泛的应用前景;采用浆氮作为高温超导电缆的制冷剂则会明显提高电缆的冷却性能。主要介绍了浆氢和浆氮的制备方法,密度和流量的测量技术,及其管内流动及换热特性。

华支睾吸虫胞浆苹果酸脱氢酶活性位点氨基酸点突变对酶活性和热稳定性影响

目的为了研究华支睾吸虫胞浆苹果酸脱氢酶H195及其周围氨基酸的点突变对酶活性和热稳定性的影响,进一步了解蛋白分子结构与功能的关系。方法利用PCR技术,对胞浆苹果酸脱氢酶H195及其周围氨基酸基因进行点突变,与pQE30质粒连接构建重组质粒,转染大肠杆菌后表达蛋白,测定酶活性和圆二色性,测定不同温度时222nm圆二色性改变,确定不同点突变蛋白的热稳定性。结果H195被异亮氨酸、半胱氨酸和酪氨酸置换后,酶活性下降了100倍以上,但随着H195被不同氨基酸置换和H195周围氨基酸被置换情况的不同,不同突变株表达的蛋白酶活性差别很大,H195/I195和H195/Y195突变株表达的蛋白酶活性明显高于H195N197/I195Y197和H195T198/C195M198突变株表达的蛋白酶活性;H195/Y195突变株表达的蛋白与未突变蛋白的二级结构差异明显;H195/Y195和H195T198/C195M198突变株表达的蛋白热稳定性明显降低,tm值分别为63.5℃和64℃,比Cs cMDH的tm值分别下降了4℃和3.5℃。结论活性中心H195的点突变可导致华支睾吸虫胞浆苹果酸脱氢酶活性的明显下降,而且H195被不同的氨基酸置换后可导致酶活性下降程度的不同,H195周围氨基酸被替换成具有形成氢键或二硫键的氨基酸后,导致酶活性下降更为明显;H195及其周围氨基酸的突变可导致蛋白质二级结构的改变和热稳定性的不同程度下降。

亚硫酸氢镁漂白苇浆中高浓打浆试验研究

试验比较亚硫酸氢镁漂白苇浆中浓(12%)和高浓(20%)打浆对浆料纤维形态、光学性能和物理性能的影响.结果表明:在纤维形态方面,高浓打浆较中浓打浆在纤维重均长度、纤维宽度、粗度和细小纤维的含量等方面都要大;在光学性能方面,随着打浆的进行,纸张白度、不透明度及光散射系数等光学性能都有一定程度的下降,高浓和中浓打浆并无明显区别;在物理性能方面,高浓打浆的抗张指数和撕裂指数比中浓打浆要大.

红麻全秆亚硫酸氢镁浆HMP漂白

对红麻亚硫酸氢镁浆HMP三段漂白进行了研究。结果表明,采用金城纸业常规的单段次氯酸盐漂白条件,当有效氯用量为2%时,白度可由46.2%ISO提高到53.2%ISO;采用H加P两段漂白,白度可以进一步提高到72.4%ISO,但还未达到高白度80%ISO要求。在HP漂序中间添加M段预处理形成HMP三段漂白,在预处理条件为pH值3.0、浆浓8%、时间60min、温度40℃、M助剂用量为2%时,可以将红麻浆白度提高到80.97%ISO。实验表明,用HMP三段漂白红麻亚硫酸氢镁浆,在适宜的工艺条件下可以使浆料白度提高到80%ISO以上,满足高白度文化用纸的要求,并且大幅度降低单段次氯酸盐漂白带来的污染物。

水平圆管内浆氢的流动与传热特性数值模拟

浆氢是固氢和液氢的混合物,相比于液氢由于浆氢具有更高的密度和热容,更适合用于火箭和航天推进器的推进剂。基于欧拉-欧拉两相流模型,在考虑颗粒动力学的基础上对浆氢在水平圆管中的流动与传热特性进行了数值模拟研究。通过对浆氢在不同热通量、流速和颗粒直径等情况下的研究发现,浆氢相比于液氢可以有效减少液氢气化。流速的提升能够有效提高固相颗粒分布的均匀性,且使得浆氢沿程平均传热系数增大。小直径的固相颗粒相比于大直径颗粒能够增强固液两相间的换热,加快浆氢的融化。

酿酒酵母胞浆3-磷酸甘油脱氢酶的两个同工酶

酿酒酵母细胞中的NAD+ 依赖性胞浆 3 磷酸甘油脱氢酶是甘油代谢途径中的关键酶之一 ,催化磷酸二羟丙酮生成 3 磷酸甘油 ,它有两个同工酶。深入研究它们的结构 ,编码基因的表达调控以及它们在细胞中的作用的异同 ,有助于进一步了解酵母细胞对高渗和缺氧环境做出应答的机理。本文对酿酒酵母胞浆 3 磷酸甘油脱氢酶的两个同工酶的上述 3方面进行了综述。

浆氢技术研究进展

浆氢作为低温浆态推进剂具有良好的能量密度和流动特性,被认为是未来火箭的重要燃料和中子源冷却剂,但是浆氢在管道中复杂的固液两相流动机理以及制备技术限制了其应用领域的发展。因此归纳了浆氢研究的发展脉络,综述了浆氢的热物理性质、制备及测量方法、流动传热特性等关键问题,比较了不同制备方法的原理及优劣势,概括了输送中管道压降和传热机理,重点分析浆氢在输送中存在的沉降分层、漏热振荡等应用问题,并探讨了浆氢技术未来的发展趋势,以推动浆氢在航天领域的工程化应用。

我国C9加氢石油树脂研究进展

综述了我国C9加氢石油树脂的研究进展,重点介绍了C9加氢石油树脂催化剂研究、浆态加氢工艺、固定床加氢工艺及C9加氢石油树脂的应用,指出了我国C9加氢石油树脂今后的研究方向。