生物柴油雾化特性仿真模拟及实验研究

为了研究风量对地沟油生物柴油在旋流喷嘴中雾化特性的影响规律,本文采用Fluent数值模拟与实验相结合的方法,在供给不同一二次风量的条件下,对地沟油生物柴油进行雾化过程分析。结果表明,在等温等压条件下,控制进入燃油燃烧器的总气量为定值429L/min时,不同一二次风量对油束雾滴的索特平均直径(D_(32))、雾滴速度、雾化锥角和雾化贯穿距有较大的影响。随着一次风量的增大,雾滴的破碎时间变短,D_(32)逐渐减小,速度逐渐增大;雾化贯穿距和雾化锥角呈现先增大后减小的趋势,一次风量50L/min时达到最大值;且湍动能与一次风量大小成正比关系。风量对D_(32)影响存在一定限度,当一次风量达到30L/min时,D_(32)基本趋于稳定。对不同粒径的雾化液滴数量统计分析,得到了生物柴油的不同粒径数量密度分布及拟合经验公式,颗粒直径主要集中在25~75μm之间。

行星式搅拌桨强化搅拌的模拟仿真及节能机理分析

通过模拟仿真,从流场分布、速度分布等方面,对偏心自转、自转加公转两种搅拌方式进行比较。结合湿法炼锌净化工艺,将Cd^(2+)净化率作为搅拌方式影响混合效果的定量评价参数。结果发现,自转加公转的净化率相对于偏心自转提高了64%。自转加公转通过混沌混合,大大缩短了反应时间,提高了净化效率,减小了能耗。

不连续扰流板强化搅拌的模拟仿真及机理分析

基于传统的四挡板搅拌槽,添加了不连续扰流板,并对其进行了非对称布置。采用数值模拟方法,对比研究了无不连续扰流板、不连续扰流板对称布置和两种不连续扰流板非对称布置的四挡板搅拌槽内的流场特性和混沌效果。结果表明,在功率准数不变的情况下,不连续扰流板会抑制周期性的流体径向和切向流动,下降幅度分别为42.19%和19.55%,增强传质作用更强的轴向流动,增幅为20.27%,破坏流体运动的周期性,引起宏观流场的整体流型增加了大量拉伸折叠的随机迹线变化,令示踪流体发散至周围区域,不连续扰流板附近区域呈现混沌特性,混合效果提高;一对和两对处于相对位置的不连续扰流板上下布置时的最大速度差相较于对称布置时的分别提高472.72%和218.18%,这种速度场分布的不均匀,大大增加了流体微团碰撞概率,整体搅拌区域趋于混沌,搅拌过程被强化;将其应用于硫酸锌净化过程,结果表明,非对称布置扰流板打破了槽内的周期性拟序结构,引起多尺度涡旋产生,让能量耗散于杂质离子和锌粉粒子之间的碰撞,提高了置换反应速率,整个过程节约能量14.3%。

熔融铜渣控温冷凝制备玻璃陶瓷材料及其性能

为了高效资源化利用铜火法冶炼过程的铜熔渣固体废弃物,研究了直接熔融调控−控温冷凝注模成型制备陶瓷材料的影响因素。结果表明:直接熔融炭热还原分离出铜熔渣中部分有价金属铁、并有效控制熔渣中的组分比例,为熔渣陶瓷化提供了原料的基础条件,控温冷却能有效控制熔渣冷凝过程中的晶粒生长和晶粒化程度。控温冷却的过程如下,先以1~10℃/s的冷却速率快速冷却至退火温度500℃时保温2 h,再以10℃/min的升温速率升温至最佳晶化温度900℃时保温5 h,随着炉温冷却至室温,从而制得成型玻璃陶瓷;制备的成型玻璃陶瓷结构致密且平整度良好,抗弯强度可达42.5 MPa,抗压强度达到165.8 MPa。

异丁烯提纯装置换热网络的能效分析

基于Aspen Plus对抽余C4提取高纯度异丁烯的工艺流程进行系统灵敏度分析,并以目前我国用户最重视的能源消耗问题与投资成本问题等为改造优化目标,基于Aspen Energy Analyzer对换热网络进行优化分析。对系统灵敏度进行分析得出:在精制塔理论塔板数为36、回流比为5的优化条件下,精制后异丁烯的质量纯度可达到99.95%,回收率可达到99.6%。本文从夹点理论概念设计法着手,对异丁烯提纯装置换热并对其换热网络进行能效分析,结果表明,在反应温度为60℃,D006树脂做催化剂,结合Aspen Energy Analyzer优化后的能耗参数,计算得出工艺流程的热公用工程用量达到1944.17kW,相比原工艺过程的用能节约了12.9%;冷公用工程用量达到3877.78 kW,相比原工艺流程节约了23.4%,大幅度提升节能降耗效果并节省投资,因此本研究可以为能量的更优利用提供理论依据和可行方案。

CO/CO_(2)甲烷化高温反应体系特性

考察了煤高温气化的甲烷化过程中反应温度、反应压力对CO_(2),CO甲烷化反应体系各相平衡时的影响,得出甲烷化过程中反应物转化率、CH_(4)产率、反应平衡常数以及动力学方程的变化规律。研究表明:在900~1200℃内,CO,CO_(2)在其单独甲烷化过程中的转化率及CH_(4)产率随温度的升高而降低,随压力的升高而增加。在压力为0.1 MPa、温度为900℃的反应条件下,单独甲烷化反应中CO,CO_(2)的理论转化率分别为5.107%和7.738%,CH_(4)产率分别为9.741%和7.099%。H_(2),CO,CO_(2)体积比为7∶1∶1时的CO和CO_(2)混合甲烷化反应中CO_(2)和CO的理论转化率分别为81.062%和-80.620%,CH_(4)产率为5.432%;压力为0.1 MPa、反应温度为1200℃时,单独甲烷化CO,CO_(2)的理论转化率分别为0.449%和0.390%,CH_(4)产率分别为0.170%和0.597%,CO和CO_(2)混合甲烷化反应中CO_(2)和CO的理论转化率分别为88.791%和-88.791%,CH_(4)产率为0.205%。得出900~1200℃内CO_(2)和CO单独甲烷化的动力学方程表达式,并通过Aspen Plus分析验证了动力学方程的合理性。

超临界流体水平流动换热中浮升力效应分析与判据评价

为了准确判断浮升力对换热模型精度的影响,收集整理了多种超临界流体(水、CO_(2)和R125等)水平流动换热的实验数据,对不同浮升力影响判断准则进行了评价,并提出了对浮升力判别式展开修正应遵循的原则。结果表明:目前被广泛认为适应性最好的判别式Gr_(q)/Gr_(th)仍存在拟气区表现效果不佳、拟液区与拟气区数值无一致性、其峰值对应的主流焓值与壁温差峰值对应的主流焓值无相关性等局限性;壁温差峰值处流体焓值也是衡量管内浮升力影响程度的重要因素。

框式电解铜米冷压块生产阴极铜

铜米直接电解工艺是一种高铜回收率、高电流效率的废铜线材回收技术。针对直接电解铜米工艺的优缺点,提出并开展了使用阳极框(钛篮)电解铜米冷压块生产阴极铜的试验。结果表明,电解液温度升高时,电流效率升高但阴极铜质量下降;提高电解液循环速度时,较多铜粉颗粒被带至阴极表面,造成阴极铜质量下降;增加阴极电流密度,阳极产生大量铜粉颗粒并在框内聚集,对阴极铜质量产生一定的负面影响。在温度50℃、电解液循环速度14 L/h、阴极电流密度200 A/m^(2)的条件下直接电解48 h,可以得到表面致密的阴极铜产品,阴极电路效率为93.15%,阴极铜沉积速率为1.39 g/h。

2-丁烯简化机理构建及路径分析

2-丁烯是石油裂解的产物之一,也是大分子组分燃料燃烧的中间产物,在化工及燃烧领域起着至关重要的作用。以点火延迟时间和重要组分为简化目标,交叉使用直接关系图法(directed relation graph method,DRG)类算法对其详细机理进行简化,得到了包含71种组分和430步基元反应的简化机理。以层流火焰速度、组分摩尔分数等参数为基础,对简化机理进行了误差分析,并通过对比点火延迟实验数据,发现简化机理和实际有很好的吻合,验证了简化机理的有效性。最后结合敏感度分析,得到了2-丁烯的基本反应路径。