规则网络中的扩散和反应──MonteCarlo模拟研究（Ⅱ）规则网络中的反应

对Ｔｈｅｅｄｏｒｏｕ和Ｗｅｉ所建立的模拟规则网络中简单异构化反应ＡＢ的Ｍｏｎｔｅｃａｒｌｏ方法作了某些改进后，考察了随机孔道堵塞和均匀孔道堵塞对反应表观速率和有效因子的影响，以及网络大小、网络占有率对有效因子的影响。     

规则网络中的扩散和反应——Monte Carlo模拟研究：（I）规则…

建立了一个较简单的、能比较有效地研究规则网络中分子扩散的随机游动试验方法。并用这一方法考察了规划网络中随机孔道堵塞和均匀孔道堵塞对分子扩散的影响。     

规则网络中的扩散和反应──MonteCarlo模拟研究（Ⅰ）规则网络中的扩散

建立了一个较简单的、能比较有效地研究规则网络中分子扩散的随机游动试验方法。并用这一方法考察了规则网络中随机孔道堵塞和均匀孔道堵塞对分子扩散的影响。     

随机游动法研究沸石晶内扩散

用随机游动方法研究了在简化的二维网络中的扩散过程，考察了沸石晶内的两种孔堵塞分布和晶内次级孔道对扩散的影响。结果表明，无因次晶内扩散系数随孔堵塞率的增加而迅速下降。对均匀孔堵塞分布，这是由于孔堵塞破坏了晶内的连续性网络；而对边缘孔堵塞分布则是由于减少了整个网络对外界通道的开放程度。沸石晶内次级孔的存在可以大大改善扩散性能，次级孔百分数与扩散系数之间有良好的线性关系。     

多孔介质干燥孔道网络模型的研究进展

建立在物质微观传输基础上的孔道网络干燥理论，通过完全离散化的方法在孔道等级上对干燥过程进行研究，描述了多孔介质内部结构参数对干燥过程的影响。介绍了建立孔道网络模型的原理和方法，阐述了基于单元体上孔道网络研究的内容及目的，综述了基于产品等级上孔道网络研究的最新进展，阐明了孔道网络模型方法对干燥理论研究的重要意义。指出，进一步提高网络模型中孔道的拓扑等价性、形状的不规则性及尺寸的相关性，探索网络构建新方法以及增加孔道网络信息量，是孔道网络干燥理论的主要发展方向，并应加强同分形、渗流理论的进一步结合。     

多孔球形催化剂颗粒的随机网络模型

提出了一种多孔球形催化剂颗粒随机网络构造方法,并以等温一级不可逆反应为例,对催化剂孔道网络内发生的反应扩散过程进行了模拟计算。模拟结果表明,计算出的曲折因子既是孔网络配位数的函数,又随Thiele模数的变化而不同,在纯扩散条件下测得的有效扩散系数只能应用于扩散影响不严重的反应扩散区域。同时对在不同的网络模型上的模拟结果进行了分析,并对各自得出的结论之间存在的分歧进行了解析。     

曲折因子与多孔介质微观结构的定性关系

采用三维网络模型对多孔介质中的两组分气体扩散过程进行了计算机模拟 .在考虑了多孔介质微观结构的前提下 ,分析了外界因素和多孔介质结构对曲折因子的影响 .结果表明 ,曲折因子仅与多孔介质的孔道连通性———网络配位数密切相关 ,而与孔道的几何尺寸、扩散温度、扩散物种及浓度无关 .经过Wicke -Kallenbach定态扩散实验验证了这一定性结论的可靠性 .     

四氯乙烷脱HCl反应中炭基催化剂的失活机理

活性炭表面物化性质是炭基催化剂催化TeCA脱HCl合成TCE反应性能的重要影响因素。采用酸、碱对活性炭进行调变处理,通过XRF、BET、Boehm滴定、GC-MS等对处理前后活性炭的物理结构、表面基团、无机氧化物种类和数量,以及反应后活性炭的物理结构和表面残留有机物的表征分析,研究了活性炭催化TeCA脱HCl反应性能与其表面物化性质的对应关系。结果表明:酸、碱等处理对活性炭物理结构和表面基团影响较小,但显著改变了无机氧化物种类和数量;反应后活性炭比表面积下降明显,表面残留有五氯丁二烯;活性炭中铝、铁氧化物与五氯丁二烯含量、孔道堵塞程度和失活速率呈密切对应关系。铝、铁与HCl生成的AlCl₃和FeCl₃ Lewis酸中心是促进TCE聚合进而导致孔道堵塞而失活的主要原因。     

气固反应多孔填充床反应特性的多尺度模拟

采用孔隙网络方法建立了颗粒堆积多孔填充床内细观孔隙结构、微观气固反应及宏观传输过程交互耦合的多尺度孔道网络数学模型.以铁矿石间接还原反应为例,计算分析了床层孔道结构特征及颗粒孔结构对传递过程和反应特性的影响规律.结果表明,床层孔道结构特征对流动气体浓度分布和固体物料转化程度影响显著,正态分布的孔结构孔径沿气体流动方向降低时,床层各横截面的平均固体转化率最高,与均匀分布的孔结构计算结果的最大相对误差为29.5%;计算粒级分布范围较窄的颗粒物料时,可采用均匀分布孔结构近似代替实际正态分布孔结构.颗粒孔结构变化引起的转化率最大相对误差随反应进行持续增大,固体转化率为0.5时,颗粒两种孔结构分布的最大相对误差达14.6%.     

砂粒堆积床恒温缓慢干燥的孔道网络模拟

对砂粒堆积床这一自然多孔介质的结构特性及孔道网络干燥模型进行了描述，并对砂粒堆积床结构参数与孔道网络模型参数进行了对应分析；建立了堆积床的孔道网络模型，并利用该模型进行了砂堆积床干燥过程的孔道网络模拟；模拟的结果与干燥实验数据进行了验证。     

杂质对Ru/AC催化秸秆水解液加氢反应的抑制作用

采用Ru/AC催化主要成分为葡萄糖、木糖的秸秆水解液加氢，探究了水解液中各杂质对加氢反应性能的影响，通过N₂物理吸附、CO化学吸附、热重分析、场发射扫描电镜、热解气质联用等分析手段对反应后失活催化剂进行了系统表征。结果表明：水解液中可能存在的木质素、纤维素酶、无机盐、呋喃类衍生物、有机弱酸、芳香族化合物等杂质中，木质素和纤维素酶对加氢反应具有很强抑制作用，其余杂质仅在溶液中总杂质含量较高时才表现出明显的抑制作用；木质素和纤维素酶阻碍加氢反应的主要原因是其能够附着于催化剂上，堵塞催化剂孔道，并覆盖活性位，导致催化剂失活。     

SCR蜂窝状脱硝催化剂磨损数值模拟研究

催化剂磨损是引起SCR催化剂失效的主要原因之一。基于计算流体力学软件对催化剂端面和孔壁磨损进行数值模拟研究,讨论了催化剂孔径大小、多层布置间距、孔道堵塞对催化剂磨损的影响。结果表明,催化剂孔径大小对催化剂端面磨损率影响不大,与孔壁磨损率呈反比;催化剂多层布置时,第二层催化剂的端面磨损率随布置间距的增加先增加后保持不变,而孔壁磨损率先减小后维持不变;当催化剂孔道堵塞时,堵塞孔附近孔的外壁面磨损加剧,导致孔壁磨损率明显增加,而端面磨损率变化不大,因此在工程实际运行中,应避免催化剂的堵塞。     

SCR蜂窝状脱硝催化剂磨损数值模拟研究

催化剂磨损是引起SCR催化剂失效的主要原因之一。基于计算流体力学软件对催化剂端面和孔壁磨损进行数值模拟研究,讨论了催化剂孔径大小、多层布置间距、孔道堵塞对催化剂磨损的影响。结果表明,催化剂孔径大小对催化剂端面磨损率影响不大,与孔壁磨损率呈反比;催化剂多层布置时,第二层催化剂的端面磨损率随布置间距的增加先增加后保持不变,而孔壁磨损率先减小后维持不变;当催化剂孔道堵塞时,堵塞孔附近孔的外壁面磨损加剧,导致孔壁磨损率明显增加,而端面磨损率变化不大,因此在工程实际运行中,应避免催化剂的堵塞。     

混合分子筛催化正丁烯骨架异构制异丁烯反应性能

通过对比十元环分子筛SAPO-11和FER催化正丁烯骨架异构反应性能和不同装填方式对反应的影响。探讨了十元环分子筛孔道结构对生成异丁烯的影响。结果表明,具有一维的孔道结构SAPO-11分子筛的异丁烯选择性最好,具有二维孔道结构的FER分子筛更有利于异丁烯的自由扩散,产率高。     

异丁烷/丁烯烷基化分子筛催化剂的失活研究进展

分子筛催化剂在催化异丁烷/丁烯烷基化中具有良好的应用前景,但易失活,需频繁再生。系统总结分子筛催化剂在异丁烷/丁烯烷基化反应中的研究进展,认为烯烃低聚物覆盖活性位、堵塞分子筛孔道是催化剂失活的直接原因。论述了分子筛性能及烷基化反应条件对分子筛失活的影响,指出具有合适B酸强度和数量、易于丁烯低聚物脱附、利于扩散的分子筛催化剂是未来的研究方向。     

分子筛催化剂积炭失活行为探讨

反应过程中生成的重质副产物积炭堵塞孔道是造成酸性分子筛催化剂失活的主要因素.影响积炭的因素有催化剂的孔道结构、酸性以及操作条件.对分子筛催化剂积炭失活机理、积炭表征技术、影响因素和抑制措施进行了综述,并介绍了一种积炭分离方法,对分子筛催化剂积炭研究的发展趋势进行了分析.     

沸石分子筛孔道和表面化学修饰技术研究进展

沸石分子筛孔道和表面化学修饰是对分子筛进行二次合成的重要手段。本文综述了用离子交换法、化学沉积法和分子反应法等手段对各类沸石分子筛孔道和表面进行化学修饰改性的方法，研究结果表明，孔道和表面化学修饰可以精细调变沸石分子筛的孔道和孔口尺寸，钝化非选择性的表面酸性位，固载活性成分，提高分子筛的反应活性和对目标产物的催化选择性，为设计研制新型功能化的沸石分子筛提供有效的途径。     

新型自密实透水混凝土抗堵塞性能及堵塞模型

为研究直通孔孔径、积水深度和水平径流速度对新型自密实透水混凝土(NSPC)抗堵塞性能的影响规律,测试了堵塞和高压水枪冲洗后NSPC的透水系数,并基于堵塞物被直通孔道捕获的概率建立了NSPC堵塞模型。结果表明,NSPC堵塞循环后的透水系数随直通孔孔径增加而增大,当直通孔孔径与堵塞物粒径之比大于5时,堵塞物形成的颗粒流仍会造成NSPC堵塞。积水深度的升高会降低NSPC堵塞后的透水系数,水平径流速度对NSPC的透水系数影响较小,但会延迟透水系数降低的时间。高压水枪清洗后NSPC的透水系数恢复率最高可达到85%。建立的NSPC堵塞模型能够预测直通孔道内堵塞物质量和透水系数衰减率的变化规律。     

重质油在催化剂孔道内受限扩散及其关联模型研究进展

重质油分子结构复杂、尺寸较大且容易聚集形成缔合体,致使在加氢及催化裂化催化剂孔道内存在明显的扩散阻力,显著阻碍了反应物分子与催化剂孔道内部活性位的接触,导致反应速率与转化率明显低于轻质原料。因此,研究重油分子在催化剂孔道内扩散受阻情况可以为催化剂的设计优化提供信息与指导。尽管借助仪器或膜材料能获得溶质分子的扩散性能,但与反应条件下扩散规律差别较大,因此在实际反应体系下获得重油分子在催化剂孔道中的扩散传质具有重要的现实意义。综述采用反应动力学手段获得扩散传质数据并建立受限因子关联模型及其影响因素的研究进展,从反应物选择、反应条件及催化剂等因素的优化角度对重油分子受阻扩散研究进行展望。     

正丁烯骨架异构催化剂积碳失活研究

采用实验室自制ZSM-35分子筛催化剂,在小型固定床装置上进行正丁烯骨架异构反应评价,采用NH3-TPD、BET和TG等表征手段分析不同反应时间段催化剂的积碳类型和积碳量,结合表征结果探索催化剂的积碳过程。实验结果表明:催化剂上的大部分积碳在反应初期形成,尤其是高温积碳,导致酸量尤其强酸中心量迅速下降,且比表面积和比孔容不断减小,分子筛微孔堵塞严重,8元环孔道几乎完全被堵塞。