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基于非凸与不可分离正则化算法的电容层析成像图像重建

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化工学报 2024年第3期75卷 836-846页

作者：李宁朱朋飞张立峰卢栋臣重庆工商大学化学化工系重庆400067 华北电力大学自动化系河北保定071003

搅拌器内两相混合是化工生产中常见的现象,电容层析成像(ECT)技术主要对两相分布进行可视化重构,以达到监测的目的。受稀疏贝叶斯学习的启发,提出了一种非凸与不可分离正则化(NNR)算法重建ECT图像。在稀疏先验的基础上引入矩阵低秩特性... 详细信息

搅拌器内两相混合是化工生产中常见的现象,电容层析成像(ECT)技术主要对两相分布进行可视化重构,以达到监测的目的。受稀疏贝叶斯学习的启发,提出了一种非凸与不可分离正则化(NNR)算法重建ECT图像。在稀疏先验的基础上引入矩阵低秩特性,采用最大后验估计在潜在空间中提出一个新的优化问题,利用对偶变量将潜在空间的目标函数映射到原始空间进行迭代求解,用来恢复同时稀疏与低秩的矩阵。与凸近似L1范数相比,NNR算法可获得更准确的重建图像,同时比非凸可分离方法更容易收敛到全局最优解。为验证NNR算法的重建效果,通过数值仿真与静态实验的方法分别与其他5种算法进行重建对比。结果表明:NNR算法可以有效减少重建伪影,提升中心物体的重建质量,为搅拌器内两相分布提供了高质量的重建算法。

关键词：电容层析成像图像重建非凸不可分离正则化稀疏-低秩模型两相混合

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光催化固氮催化剂性能提升策略分析

化学进展 2024年第6期36卷 939-948页

作者：郭丽君杨红邵圣娟刘音圻刘建新太原工业学院化学与化工系太原030008 太原理工大学化学工程与技术学院太原030024

光催化固氮以太阳能作驱动力,常温常压下利用N_(2)和H_(2)O直接产生NH_(3),工艺零碳排放,是极具前景的人工固氮方式之一,近年来受到研究者们的广泛关注。受限于N_(2)难活化、光生载流子利用率低及太阳光利用率低等因素制约,产氨效率依... 详细信息

光催化固氮以太阳能作驱动力,常温常压下利用N_(2)和H_(2)O直接产生NH_(3),工艺零碳排放,是极具前景的人工固氮方式之一,近年来受到研究者们的广泛关注。受限于N_(2)难活化、光生载流子利用率低及太阳光利用率低等因素制约,产氨效率依然不高,因此提升产氨效率是光催化固氮领域的研究重点。从N_(2)吸附活化、载流子分离与迁移、表面反应三个重要过程出发,通过对催化剂进行合理改性,在温和条件下促进N_(2)的活化和转化,并高效产生NH_(3)是极具前景的。因此本文主要从光催化剂改性方面进行研究,从N_(2)分子吸附和活化能力、光生电子的转移能力和光利用等性能提升方面对产氨效率的影响进行概述,对近几年在此方面的研究进行分析,最后对光催化固氮催化剂的改性策略进行总结。

关键词：光催化固氮光催化剂活性位点光生电子转移能力形貌调控

农业废弃物加氢热解联合挥发分催化加氢制燃料油

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农业工程学报 2024年第15期40卷 164-173页

作者：平济舟邓云棋王杰华东理工大学能源化工系上海200237

利用农业废弃物生产燃料油是“双碳”背景下富有吸引力和挑战性的课题。该研究在两段加压固定床反应器上进行了生物质加氢热解联合挥发分催化加氢转化试验,由生物质加氢热解(压力5.0 MPa、升温速率15℃/min、终温700℃)产生的挥发分通过... 详细信息

利用农业废弃物生产燃料油是“双碳”背景下富有吸引力和挑战性的课题。该研究在两段加压固定床反应器上进行了生物质加氢热解联合挥发分催化加氢转化试验,由生物质加氢热解(压力5.0 MPa、升温速率15℃/min、终温700℃)产生的挥发分通过NiMo-HZSM-5层进行催化加氢(压力5.0 MPa、温度320℃)实现生物油提质;研究了3种农业废弃物玉米秸秆、棉花秸秆和花生秸秆的产油特征,借助水洗和酸洗预处理的方法、并采用纤维素和木质素模型化合物考察了不同纤维组成的影响。结果得到,3种农业废弃物的催化加氢生物油产率为10.3%~15.9%,生物油中脂肪烃占比达73.0%~84.8%,几乎不存在含氧化合物和含氮化合物。3种农业废弃物经水洗后脱除部分中性溶解物后,其催化加氢生物油产率提高至18.1%~18.5%;经酸洗后主要残留纤维素和木质素,其催化加氢生物油产率相比水洗又有所提高。模型化合物的研究揭示,纤维素可获得产率较高的富含环戊烷、环己烷和十氢萘类脂环烃化合物的催化加氢生物油,而木质素的催化加氢生物油产率较低,倾向生成单环芳烃,也可生成环己烷和十氢萘类化合物,却不易生成环戊烷类化合物。该研究提供了利用农业废弃物高效生产燃料油的新技术途径。

关键词：农业废弃物纤维生物油加氢热解催化加氢

基于磁力搅拌的微型CSTR流动特征及微观混合性能研究

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化工学报 2024年

作者：钟子豪刘塞尔商敏静苏远海上海交通大学化学化工学院化工系薄膜与微细技术教育部重点实验室

微型连续搅拌反应器（微型CSTR）作为一种新型主动式强化微反应器，具有较强的处理涉固反应体系的能力。本文构建了一套基于磁力搅拌、总体积为3 mL且由16个微圆槽串联而成的微型连续搅拌反应器，并通过停留时间分布测量和Villermaux-Du... 详细信息

微型连续搅拌反应器（微型CSTR）作为一种新型主动式强化微反应器，具有较强的处理涉固反应体系的能力。本文构建了一套基于磁力搅拌、总体积为3 mL且由16个微圆槽串联而成的微型连续搅拌反应器，并通过停留时间分布测量和Villermaux-Dushman快速平行竞争反应实验对其流动特征以及微观混合性能进行探究。研究结果显示，对于该微型CSTR，流速和转速对其返混程度只有较小的影响，贝克莱数（Pe）整体维持在20～30之间，返混程度略高于传统管式微反应器，但仍属较低。微型CSTR微观混合效率优于管式微反应器，尤其是在低流速时，其混合效率远高于管式微反应器。进一步通过团聚模型计算获得该微型CSTR的特征混合时间，其值处于0.5 ～1 ms之间。

关键词：微反应器混合停留时间分布微型CSTR 微观混合

原油沥青质含量对纳米颗粒-十二烷基硫酸钠发泡二氧化碳泡沫稳定性的影响

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石油勘探与开发 2024年第1期51卷 212-222页

作者： SADEGHI Hossein KHAZ'ALI Ali Reza MOHAMMADI Mohsen 伊斯法罕理工大学化学工程系伊朗伊斯法罕84156-83111 丹麦技术大学丹麦海洋工程技术中心丹麦灵比2800

采用十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂和SiO_(2)纳米颗粒作为发泡体系,在不同原油沥青质含量下进行泡沫稳定性实验,测量CO_(2)泡沫半衰期;采用扫描电子显微图像、紫外分光光度法测试和Zeta电位测量,分析沥青质降低CO_(2)泡沫稳定性的机理... 详细信息

采用十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂和SiO_(2)纳米颗粒作为发泡体系,在不同原油沥青质含量下进行泡沫稳定性实验,测量CO_(2)泡沫半衰期;采用扫描电子显微图像、紫外分光光度法测试和Zeta电位测量,分析沥青质降低CO_(2)泡沫稳定性的机理。研究表明:当合成油与发泡体系质量比为1∶9时,合成油沥青质质量分数从0增至15%,SDS稳定泡沫半衰期从751 s减少至239 s,SDS-SiO_(2)稳定泡沫半衰期从912 s缩短至298 s;当合成油与发泡体系质量比为2∶8时,随着沥青质质量分数增大,SDS稳定泡沫半衰期从526 s缩短至171 s,SDS-SiO_(2)稳定泡沫半衰期从660 s缩短至205 s。由于沥青质与SDS和SiO_(2)纳米颗粒在水相中的相互作用,Zeta电位绝对值减小,颗粒表面电荷降低,导致薄液膜两侧界面之间的排斥力减小,从而破坏泡沫稳定性。

关键词： CO_(2)泡沫泡沫稳定性沥青质二氧化硅纳米颗粒十二烷基硫酸钠(SDS) 排斥力表面电荷 Zeta电位

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布达佩斯绿色基础设施规划脉络、框架与启示

园林 2024年第3期41卷 13-22页

作者：戴代新张湉 Albert Fekete 同济大学建筑与城市规划学院上海200092 匈牙利农业与生命科学大学城市规划和园林艺术研究所布达佩斯1118

近十年来,匈牙利逐步完成了城市规划体系的根本性改革,并将绿色基础设施构建纳入城市规划体系。布达佩斯绿色资源禀赋较高,但资源分配极不均匀,构建绿色基础设施面临着多种多样的挑战与机遇,在此方面具有宝贵的借鉴意义。解析绿色基础... 详细信息

近十年来,匈牙利逐步完成了城市规划体系的根本性改革,并将绿色基础设施构建纳入城市规划体系。布达佩斯绿色资源禀赋较高,但资源分配极不均匀,构建绿色基础设施面临着多种多样的挑战与机遇,在此方面具有宝贵的借鉴意义。解析绿色基础设施概念内涵,梳理布达佩斯绿色基础设施规划发展脉络,并对其绿色基础设施规划建设从三方面进行详细阐述,包括对现有绿色空间及自然资源的调查分析与分类、面向五大目标的规划框架、基于“政府—多方协同—公众参与”权利分配模式的实施管理。从规划框架与内容、实施方案与保障体系三个方面为中国的绿色基础设施规划提出建议。

关键词：风景园林绿色基础设施规划框架实施管理布达佩斯

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微反应器在含能材料合成中的应用及展望

含能材料 2024年第3期32卷 325-344页

作者：周琳杨炜吕阳成清华大学化工系化学工程联合国家重点实验室北京100084 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

目前传统的间歇制备过程由于受制于宏观尺度难以对工艺参数、产物结构及性能实现精准调控,导致产物的均一性差,制备过程存在显著的安全隐患。因此,如何实现含能材料的安全、可控和高效的制备已成为目前研究的热点。微反应器以其微型化... 详细信息

目前传统的间歇制备过程由于受制于宏观尺度难以对工艺参数、产物结构及性能实现精准调控,导致产物的均一性差,制备过程存在显著的安全隐患。因此,如何实现含能材料的安全、可控和高效的制备已成为目前研究的热点。微反应器以其微型化、集成化、高度安全性和出色的传质传热效率等诸多优势,高度契合含能材料制备过程的需求。因此,微反应器技术逐渐引起了研究者的广泛关注,在含能材料制备中崭露头角。本文介绍了微反应器在危险化工合成过程及含能材料制备中应用的国内外研究进展,特别关注了其在单质含能材料和复合含能材料制备中的潜在应用,对未来的研究方向进行了展望,强调了未来微反应器技术领域的发展需求包括规模化生产、三废处理及智能化平台建设等。

关键词：微反应器微流控技术含能材料强放热反应过程强化

基于低浓度甲烷富集的变压吸附工艺流程优化模拟

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过程工程学报 2024年第8期24卷 884-893页

作者：邱明俊李小敏尚华杨江峰李晋平太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 太原工业学院化学与化工系山西太原030008

甲烷富集是开发利用低浓度煤层气的必要措施,变压吸附技术以其低能耗、低成本成为研究热点。基于Aspen adsorption流程模拟软件研究了氮气选择性吸附剂MIL-100(Cr)和甲烷选择性吸附剂Silicalite-1在常规双塔六步真空变压吸附(VPSA)工艺... 详细信息

甲烷富集是开发利用低浓度煤层气的必要措施,变压吸附技术以其低能耗、低成本成为研究热点。基于Aspen adsorption流程模拟软件研究了氮气选择性吸附剂MIL-100(Cr)和甲烷选择性吸附剂Silicalite-1在常规双塔六步真空变压吸附(VPSA)工艺和增加缓冲罐优化的VPSA工艺下富集低浓度甲烷的过程。模拟结果表明增加缓冲罐优化的VPSA工艺可以有效提升甲烷回收率,在MIL-100(Cr)上甲烷回收率提升表现优于Silicalite-1。采用单次循环效率综合指标定量分析了吸附剂类型和工艺对甲烷富集效果的影响,增加缓冲罐优化的VPSA工艺在MIL-100(Cr)吸附剂上的单次循环效率提升超过30个百分点,Silicalite-1吸附剂单次循环效率降低1个百分点。综合分析表明Silicalite-1吸附剂适用于常规VPSA工艺富集低浓度甲烷,而MIL-100(Cr)吸附剂更适合增加缓冲罐优化的VPSA工艺富集低浓度甲烷。

关键词：甲烷/氮气分离煤层气变压吸附多孔材料

隔壁塔萃取精馏及共沸精馏分离异丙醇-水体系的模拟与优化

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石油化工 2024年第3期53卷 330-338页

作者：邵圣娟甄烁蔡斌鑫焦纬洲太原工业学院化学与化工系山西太原030008 中北大学山西省超重力化工工程技术研究中心山西太原030051

分别采用隔壁塔萃取精馏(EDWC)与隔壁塔共沸精馏(ADWC)工艺制取无水异丙醇(IPA),借助Aspen Plus模拟软件建立二塔等价模型,利用灵敏度分析对主塔进料位置、夹带剂用量、侧线采出位置、侧线采出量及回流比等参数进行优化,结合塔的设计规... 详细信息

分别采用隔壁塔萃取精馏(EDWC)与隔壁塔共沸精馏(ADWC)工艺制取无水异丙醇(IPA),借助Aspen Plus模拟软件建立二塔等价模型,利用灵敏度分析对主塔进料位置、夹带剂用量、侧线采出位置、侧线采出量及回流比等参数进行优化,结合塔的设计规范,以此确定最佳工艺参数。模拟结果显示,与常规双塔工艺流程相比,在完成相同的分离要求下,EDWC工艺的冷凝器和再沸器热负荷分别降低32.38%,12.39%,设备费用和总年度费用分别节约29.34%,4.87%;ADWC工艺的冷凝器和再沸器热负荷分别降低29.57%,23.41%,设备费用和总年度费用分别节约16.87%,22.41%。ADWC用于制取无水IPA在节能降耗及节约设备成本方面表现出明显的优势。

关键词：异丙醇隔壁塔共沸精馏萃取精馏