天然气制乙炔副产炭黑/白炭黑复合材料的制备与性能研究

探索天然气制乙炔副产炭黑的利用新途径对于实现资源高效利用、促进化工企业经济增长以及降低环境污染具有重要意义。针对天然气制乙炔副产炭黑表面活性不佳限制了其在补强领域的应用等问题,提出了用白炭黑原位复合副产炭黑的方法制备复合材料,并将其用于丁苯橡胶的补强。分别采用扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）、红外光谱（FT-IR）、吸油值、接触角、粒径分析（DLS）、电子万能材料试验机等手段对样品的性能进行表征。实验结果表明,采用原位复合的方式成功将白炭黑包覆在副产炭黑表面,无规则形貌的炭黑转变为规整的球形结构,D₅₀粒径由9.54 μm增大到30.04 μm,吸油值由1.2 mL/g提高到3.04 mL/g,接触角由85.62°降低到38.29°,亲水性明显增强。副产炭黑/白炭黑复合材料对丁苯橡胶的增强作用比单一的副产炭黑增强效果明显提升,其邵A硬度提升10%,拉伸强度、断裂伸长率以及定伸应力（300%、500%）分别提高了60%、14%、10%、13%。该复合材料的开发为炭黑资源化、高值化利用提供了新途径,有效助力天然气化工绿色可持续发展。     

溶剂沉淀法净化萃余酸工艺研究

为了能循环利用湿法磷酸净化的萃余酸，实验研究了溶剂沉淀法净化萃余酸的工艺条件，选择以乙醇和异丙醇体积比为1的混合醇作为溶剂，对不同杂质含量的萃余酸进行了净化除杂。实验结果表明：在溶剂与萃余酸体积比为5：1、反应时间为30min、反应温度为75℃的条件下对萃余酸中的金属离子的去除率达75％以上，达到净化萃余酸循环利用的要求，蒸馏回收溶剂也可循环利用。     

热分解法直接制备磷酸二氢钾新工艺研究

以磷酸和KCl为原料,利用降膜蒸发具有的大比表面积,采用热分解法直接制备磷酸二氢钾。实验研究了原料配比、反应温度、反应时间和降膜蒸发操作压力对KCl转化率的影响。结果表明最佳操作条件为:磷酸与氯化钾摩尔比为1.3,反应温度为150～160℃,反应时间为2.5～3.0 h,降膜蒸发压力为0.08 MPa。KCl转化率均保持在90%以上,产品质量达到HG2861—1997饲料级磷酸二氢钾指标要求。     

高湿度工业废气冷凝脱湿模型研究与数值模拟

针对高湿度工业废气冷凝脱湿进行模型研究和数值模拟,引入分配系数α表征雾状冷凝和膜状冷凝并存的权重.恒壁温冷凝管外混合气体在环形空间湍流冷却冷凝的温度分布、湿度分布及其梯度（传热传质推动力）分布的模拟结果显示,雾状冷凝的控制机理是冷壁面附近温度梯度与湿度梯度协同作用下传热传质产生的局部过饱和;膜状冷凝从冷壁面移出大量冷凝潜热,促使气相主体传热传质过程更迅速,脱湿效果更好.实际过程介于二者之间.DAP尾气冷却冷凝现场实验传热传质数据,在水汽冷凝减量34%～57%的范围内,与α＝0.2的数值模拟结果相当吻合,验证了本文的模型与数值模拟.     

低雷诺数气液交叉流装置研究（I）——孔流液柱流动特性数值模拟

针对低雷诺数的气液交叉流气体净化过程,提出有效避免二次雾沫夹带的液柱流体力学条件。数值模拟结果表明,液柱表面随着离开孔口的距离而变化,采用公式Lb／d=2．84We^0.694能有效预测液柱的断裂行为。     

传热推动力损耗的温度场熵分析

运用物理场熵的概念,以传热推动力在空间温度场中不可逆损耗,定量表达传热过程不可逆程度,并将温度场熵分析法应用于矩形散热翅片效率的研究,得到温度场熵与翅片长度成正比、与厚度和导热系数成反比的定量关系。并通过与翅片散热效率曲线对比表明,温度场熵不仅反映了传热过程中系统的热力性能和热效,而且揭示了翅片热效变化的内在机理,对优化此类热力系统的设计具有实际应用价值。     

微波辐射催化合成己二酸乙二醇酯的研究

本文研究了微波外场作用下己二酸和乙二醇为原料合成己二酸乙二醇酯的催化作用,考察了微波功率、反应温度、微波辐射时间及原料配比等因素对反应酯化率的影响,对酯化产品的分子量进行了质谱分析,并将微波加热与油浴加热的实验结果进行了比较.结果表明:微波反应最佳条件为:微波功率500W、反应温度160℃、微波辐射时间4h、酸醇摩尔比...     

DAP尾气循环联产MAP过程分析与现场实验

分析了引进60万吨/年磷酸二铵（DAP）装置尾气排放产生“磷铵雨”污染的热力学机理,主要是尾气湿度过高在烟囱内局部位置产生凝雾.提出尾气脱湿消减质量能量的过程同时成为磷酸一铵（MAP）产品加工过程的循环工艺.计算表明该工艺使尾气湿含量减少至0.065 kg H₂O•（kg air)^-1,所获能量可以替代24万吨/年MAP生产装置热能消耗的45%.尾气部分冷凝-磷酸降膜蒸发过程耦合技术是实现该工艺高效率利用二次能源的关键.现场实验表明耦合过程总的传热系数达500～600 W•m^-2•K^-1,同时具有磷酸浓缩低温、低循环量和扩展蒸发表面的优势,证明了DAP尾气循环联产MAP清洁生产技术的前景.     

硫酸钠废水真空蒸发结晶脱盐性能研究

研究了真空条件下利用溴化锂溶液强吸湿性促使含硫酸钠废水蒸发冷却结晶脱盐过程。以硫酸钠质量分数为15%的废水为例,考察了结晶器搅拌强度、吸收器搅拌强度以及溴化锂溶液浓度对脱盐率的影响。结果表明:提高吸收器内搅拌强度、增大溴化锂溶液浓度皆可提高废水降温速率以及脱盐率,结晶器内搅拌强度则对脱盐率无显著影响;在结晶器和吸收器的搅拌强度分别为200～400r·min~(-1) 和500～1500r·min~(-1)、溴化锂溶液质量分数为50%～58%、以及停留时间20min条件下,其脱盐率为42%～57%。     

磷酸二铵工艺尾气脱湿过程的数值研究(Ⅰ)--雾状冷凝区传热传质

针对湿含量高达0．604kg（H2O）／kg（Air）的磷酸二铵尾气脱湿过程，提出雾状与膜状冷凝并存的机制。传热传质数值模拟结果表明，雾状冷凝仅发生在靠近冷壁面的气膜层内，气相主体的湿份通过扩散到达气膜内而冷凝。雾状冷凝权重α=0．2时气膜层内蒸汽分子扩散时间尺度与冷凝时间尺度相当，表明湿份的扩散速率是相变脱湿的控制步骤。