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苯胺与甲醛合成4,4-二氨基二苯甲烷反应体系的热力学分析

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化工学报 2012年第8期63卷 2348-2355页

作者：王晨晔李会泉曹妍柳海涛侯新娟张懿中国科学院过程工程研究所绿色过程工程重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049

苯胺与甲醛合成4,4-二氨基二苯甲烷(MDA)是一个复杂的反应体系。采用多种基团贡献法,计算了该反应体系涉及多种物质的基础热力学数据,以及主要反应的反应焓变、反应Gibbs自由能变以及各反应的平衡常数。结合热力学模拟计算,分析了体系... 详细信息

苯胺与甲醛合成4,4-二氨基二苯甲烷(MDA)是一个复杂的反应体系。采用多种基团贡献法,计算了该反应体系涉及多种物质的基础热力学数据,以及主要反应的反应焓变、反应Gibbs自由能变以及各反应的平衡常数。结合热力学模拟计算,分析了体系温度、苯胺与甲醛的原料配比对该反应体系平衡转化过程的影响,并与实验数据进行对比验证。研究结果表明:由苯胺与甲醛合成MDA的反应为放热反应,升高体系温度有利于抑制副产物的生成,同时可获得较高的MDA收率。选取原料配比为3作为较优操作条件,可减少副产物的产生量,并降低后续产物分离能耗。

关键词：苯胺甲醛 4,4-二氨基二苯甲烷基团贡献法热力学模拟计算

镁渣对水煤浆气化细渣中炭组分灰熔融特性的影响

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煤炭转化 2024年第5期47卷 85-95页

作者：郭凯强韩瑞杨伏生赵伟张宁宁陈恒周安宁西安科技大学化学与化工学院西安710054 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室西安710054

煤气化灰渣的规模化处置与利用对于煤化工高质量发展和煤炭行业的低碳转型至关重要。制备煤气化灰渣基多孔陶瓷材料是实现煤气化灰渣绿色化、高端化、规模化消纳的重要途径。然而,烧结温度过高仍然制约着煤气化灰渣基多孔陶瓷的规模化开... 详细信息

煤气化灰渣的规模化处置与利用对于煤化工高质量发展和煤炭行业的低碳转型至关重要。制备煤气化灰渣基多孔陶瓷材料是实现煤气化灰渣绿色化、高端化、规模化消纳的重要途径。然而,烧结温度过高仍然制约着煤气化灰渣基多孔陶瓷的规模化开发,通过调变煤气化灰渣灰熔融特性来降低烧结温度是多孔陶瓷制备的关键。为此,选取某水煤浆气化细渣的中炭组分(medium-carbon components,MCC)为研究对象,以镁渣为添加剂,利用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电镜和FactSage热力学模拟计算等手段,研究了高温时MCC矿物组成演变规律,以及镁渣对MCC灰熔融温度和灰黏度的影响机理。结果表明:MCC主要矿物组成为石英、方解石和白榴石等,高温下MCC矿物组成会向低熔点钙长石和透辉石转化;镁渣主要成分为CaO和SiO2,以方解石、石英和菱镁矿等矿物形态存在;随着镁渣质量分数增加,MCC灰熔融温度呈先减小后增大趋势,向MCC中添加5%(质量分数,下同)和10%镁渣可促进混合样品中高熔点矿物质向低熔点钙长石-辉石体系转化,长石和辉石生成低温共熔体使体系灰熔融温度降低;此外,CaO和MgO等碱土金属氧化物对硅铝酸盐网状结构的解聚作用,使MCC临界黏度温度降低,黏度对温度的响应更快。

关键词：煤气化细渣镁渣灰熔融特性矿物转化热力学模拟计算

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炼焦过程利用含锌粉尘实现高温焦炉煤气脱硫的实验与模拟

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过程工程学报 2003年第3期3卷 283-288页

作者：唐惠庆刘军利郭占成叶树峰中国科学院过程工程研究所北京100080

提出了在炼焦过程中利用含锌粉尘作为焦煤添加剂,从而实现高温焦炉煤气脱硫的设想.热力学模拟计算和实验表明,在炼焦前期,含锌粉尘是非常有效的缚硫剂. 而在炼焦后期,在炼焦室中锌呈气态从半焦中进入焦炉煤气,在焦炉煤气离开炼焦室后,... 详细信息

提出了在炼焦过程中利用含锌粉尘作为焦煤添加剂,从而实现高温焦炉煤气脱硫的设想.热力学模拟计算和实验表明,在炼焦前期,含锌粉尘是非常有效的缚硫剂. 而在炼焦后期,在炼焦室中锌呈气态从半焦中进入焦炉煤气,在焦炉煤气离开炼焦室后,气态锌与硫化氢反应生成固态硫化锌. 脱硫产物自动从焦炉煤气中分离出来,从而实现了焦炉煤气的脱硫. 锌在焦炭中残留极少;氧化铁的存在有助于炼焦后期半焦中锌的挥发;含锌粉尘对焦炭质量的影响很小.

关键词：焦炉煤气脱硫炼焦含锌粉尘热力学模拟计算

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船舶海水管系钛合金设计及组织性能研究

船舶海水管系钛合金设计及组织性能研究

作者：袁玉平哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

长期的实践证明，钛合金是一种性能优异的船舶管系材料，但是相对于常用的钢材而言，高成本限制了其在船舶领域的广泛应用。本课题以船舶海水管系材料的应用为背景，根据合金设计的原理和方法并结合Thermo-Calc软件来设计钛合金的成分... 详细信息

长期的实践证明，钛合金是一种性能优异的船舶管系材料，但是相对于常用的钢材而言，高成本限制了其在船舶领域的广泛应用。本课题以船舶海水管系材料的应用为背景，根据合金设计的原理和方法并结合Thermo-Calc软件来设计钛合金的成分，通过真空非自耗电极电弧炉熔炼制备钛合金铸锭，并对其中部分成分的钛合金进行退火处理。对铸态和退火处理的钛合金，通过金相显微镜、扫描电镜以及XRD衍射技术等手段对合金的化学成分、显微组织以及相结构等进行分析;通过拉伸实验、显微硬度以及电化学测试来分析合金的力学和耐腐蚀性能。理论结合实际，对所设计成分的钛合金的综合性能做出评价。研究结果表明：所设计成分的钛合金铸锭，均存在合金元素分布不均匀的现象;无论是铸态还是退火处理的钛合金，晶粒结构均比较粗大，室温组织是以平直状或编织状α为主要形貌的魏氏组织，并且存在网状晶界α;合金中合金元素的种类和含量的变化，并没有引起室温组织形态的明显变化，只是片状α宽度略有不同;室温的相组成主要为α相，另外还含有少量的β相，部分成分的钛合金中还有金属化合物Al3Ti析出。对Ti-Al-Fe-Mo-Zr系合金，合金的抗拉强度能满足设计期望的要求，只是塑性还不够;合金的抗拉强度和硬度随合金中合金元素含量的增加而升高，这是由于合金元素的固溶强化作用，其中元素Al的固溶强化作用最大，合金每增加1%（质量分数）的Al，合金的抗拉强度大约会提高80MPa，但塑性也会降低;当合金中铝质量分数为2%和3%时，合金在拉伸变形过程存在塑性变形，当合金中的铝含量为3.5%时，合金就变为脆性断裂，这与合金中有脆性金属化合物的析出可能相关。对合金Ti-2Al-1Fe-1Mo-1Zr和Ti-2Al-1.5Fe-1Mo-1Zr，在动电位极化曲线测试过程一直没有看到过钝化现象和钝化膜被击穿，说明了合金在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性能良好;通过对拟合等效电路的分析，合金的极化电阻很高，意味着合金试样维持电极平衡的能力很强，也说明合金在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性能良好;通过两种合金电化学测试相关参数比较，发现Ti-2Al-1Fe-1Mo-1Zr合金的耐腐蚀性能比较好，合金元素Fe能降低合金的耐腐蚀性能。

关键词：钛合金魏氏组织性能热力学模拟计算合金设计

基于Visual MINTEQ软件模拟的循环冷却水系统中抑垢机制研究

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基于Visual MINTEQ软件模拟的循环冷却水系统中抑垢机制研究

作者：陈司晗华北电力大学

学位级别：硕士

循环冷却水是工业用水中的大项,在电力行业更是尤为突出,循环冷却水的用水量达到了其工业总用水量的80%,为响应国家节能减排号召电厂循环冷却水的使用多为城市再生水,但由于其水质的复杂性和特殊性使循环冷却水系统的结垢问题更加严重,... 详细信息

循环冷却水是工业用水中的大项,在电力行业更是尤为突出,循环冷却水的用水量达到了其工业总用水量的80%,为响应国家节能减排号召电厂循环冷却水的使用多为城市再生水,但由于其水质的复杂性和特殊性使循环冷却水系统的结垢问题更加严重,这直接影响系统的正常安全运行。本文以某电厂循环冷却水作为研究对象,借助Visual MINTEQ化学平衡软件进行循环冷却系统水质稳定研究,对循环冷却系统水质条件及运行状况设计了模拟计算体系,对循环冷却水垢体(主要为碳酸钙和碳酸镁)结垢热力学进行了大量的模拟计算,将数据进行了总结分析,清晰了循环冷却系统中结垢影响因素的效应,从而为系统抑垢提供思路。研究表明:碳酸钙的饱和度指数SI值是成垢离子碳酸根离子和钙离子浓度是的对数函数,伴随成垢离子的浓度的上升而不断增大;饱和度指数是溶液pH值的多项式函数,方解石、文石、球霰石、一水碳酸钙的SI值随着pH值的升高,在5～10的范围呈现非线性增长的规律,其中方解石的饱和度指数相对其他碳酸钙指数最大并在pH=10的时候均达到了最大;饱和度指数与温度的关系,在pH=8时,碳酸钙盐与温度呈现线性正相关关系,在pH=10时,碳酸钙与温度呈多项式函数关系;碳酸钙的饱和度指数与盐类组分投加数量为负相关。碳酸镁的饱和度指数SI值是成垢离子碳酸根离子和镁离子浓度为的对数函数,随成垢离子的浓度的上升而不断增大;饱和度指数值是溶液pH值多项式函数,pH=11时菱镁矿、三水碳酸镁和五水碳酸镁的达到最大SI值;饱和度指数是温度的多项式函数,温度效应下还与其他反应条件有着密切关系;碳酸镁盐的饱和度指数与盐类组分投加数量为负相关。对于实际工况下复杂垢体析出过程的模拟研究表明:溶液pH值的提升对碳酸钙盐、碳酸镁盐和钙镁石的饱和度指数产生了增大的影响,钙离子、镁离子浓度随之减小;溶液温度的增大促进了碳酸钙盐、钙镁石的结晶程度,抑制了菱镁矿的结晶趋势,白云石浓度上升;溶液离子强度的增大导致碳酸钙盐、碳酸镁盐和钙镁石的饱和度指数的下降趋势,白云石浓度下降。综合而言,调节溶液pH值及温度是调控结垢趋势的最有效手段。

关键词：循环冷却水碳酸钙碳酸镁 Visual MINTEQ 热力学模拟计算

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两级增压柴油机性能模拟计算研究

现代车用动力 2011年第3期 25-28页

作者：张艳辉陈勤学杨强中国一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂江苏无锡214026

通过热力学模拟计算,对两级增压技术在提高柴油机功率密度以及改善排放的潜力方面进行了研究,结果表明,采用两级增压技术能够明显提高发动机的升功率、升扭矩及低速扭矩,但发动机燃烧最高爆发压力会明显上升,当发动机功率密度较大,废气... 详细信息

通过热力学模拟计算,对两级增压技术在提高柴油机功率密度以及改善排放的潜力方面进行了研究,结果表明,采用两级增压技术能够明显提高发动机的升功率、升扭矩及低速扭矩,但发动机燃烧最高爆发压力会明显上升,当发动机功率密度较大,废气再循环(EGR)率较高时,过量空气系数仍可达到相对较高的水平,采用两级增压技术对于柴油机排放实现国Ⅳ甚至国Ⅴ标准是一种较好的技术路线。

关键词：柴油机热力学模拟计算两级增压技术

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熔融钢渣显热处理含锌粉尘的热力学研究

冶金能源 2015年第3期34卷 14-18页

作者：高春群郝素菊蒋武锋张玉柱赵春志河北联合大学

提出利用钢渣显热处理含锌粉尘,回收锌、铁有价金属的方法。在保证熔融钢渣具有流动性的温度范围内,进行了热平衡计算。利用Fact Sage软件模拟计算了温度对钢渣黏度的影响规律,结果表明,在1700~1400℃温度范围内,钢渣黏度较低,具有很好... 详细信息

提出利用钢渣显热处理含锌粉尘,回收锌、铁有价金属的方法。在保证熔融钢渣具有流动性的温度范围内,进行了热平衡计算。利用Fact Sage软件模拟计算了温度对钢渣黏度的影响规律,结果表明,在1700~1400℃温度范围内,钢渣黏度较低,具有很好的流动性,不影响钢渣的后续处理。

关键词：熔融钢渣含锌粉尘热平衡计算余热回收热力学模拟计算