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重质油高温快速热解自动反应网络的动力学建模

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化工学报 2024年第7期75卷 2644-2655页

作者：姚宏哲黄飞宇杨松钟梅代正华新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆乌鲁木齐830017 华东理工大学资源与环境工程学院上海市煤气化工程技术研究中心上海200237

重质油高温快速热解过程模型对提高产品收率、附加值及降低能耗具有重要意义。利用自动反应网络生成器RMG(reaction mechanism generator)构建重质油高温快速热解的机理模型。选择了分步构建方法,最终合并的模型包含230种物质和1468个... 详细信息

重质油高温快速热解过程模型对提高产品收率、附加值及降低能耗具有重要意义。利用自动反应网络生成器RMG(reaction mechanism generator)构建重质油高温快速热解的机理模型。选择了分步构建方法,最终合并的模型包含230种物质和1468个反应。采用高频炉对二十烷、十氢萘、乙苯和不同质量比例混合物(二十烷、乙苯和十氢萘)进行快速热解实验验证,结果表明:机理模型可准确模拟出重质油高温快速热解主要气体产物生成结果,当重质油中链烷烃含量较多时和芳烃含量较多时,分别控制温度在1300℃左右和800℃左右有利于乙烯的生产。

关键词：重质油高温快速热解自动反应网络生成器高频炉

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高碱煤热烟气强化水洗脱碱机制及动力学分析

工程热物理学报 2024年第10期45卷 3209-3216页

作者：王祥曦程小爱李显郭丽魏博李建钟梅刘景梅马凤云罗光前姚洪新疆大学化工学院煤炭清洁转化与化工过程自治区重点实验室乌鲁木齐830000 华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室武汉430074

基于低p H浸洗促进高碱煤中碱金属和碱土金属(AAEM)的增溶原理,将电厂烟气(CO_(2))作为酸源并将余热资源化利用,团队前期开发出一种针对高碱煤的热烟气强化水洗脱碱技术(FG-WL)。本文对不同形态AAEM的脱除及关键参数的影响规律和机制进... 详细信息

基于低p H浸洗促进高碱煤中碱金属和碱土金属(AAEM)的增溶原理,将电厂烟气(CO_(2))作为酸源并将余热资源化利用,团队前期开发出一种针对高碱煤的热烟气强化水洗脱碱技术(FG-WL)。本文对不同形态AAEM的脱除及关键参数的影响规律和机制进行了较详细讨论,通过动力学计算确定AAEM不同时间段的控制步骤和参数。结果表明,FG-WL的温度从25℃升至60℃,高碱煤120 min的脱钠率从80.7%升至94.7%,40 min的脱钙率从32.5%提升至38.7%;处理0~40 min的碱金属(Na、K)脱除主体为水溶态,且为固膜扩散控制,40 min后以醋酸铵溶态为主,且为化学反应控制;碱土金属(Ca、Mg)的全程以醋酸铵溶态脱除为主并伴随部分盐酸溶态,且为固体膜控制。本研究可为此方法的工艺优化和参数调节提供一定指导。

关键词：高碱煤热烟气洗煤碱金属和碱土金属浸出动力学

种植业废弃物制备生物炭及其复合材料研究进展

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复合材料学报 2024年

作者：林宇豪丁焘胡宏志张胥雪刘洋刘尊奇新疆农业大学化学化工学院聚合物新型成型装备国家工程研究中心新疆分中心新疆农业化学与生物材料重点实验室

我国种植业废弃物数量庞大，其资源化利用具有极其重要的意义，将种植业废弃物转化为生物炭是实现高效利用的一个重要途径。生物炭是由生物质原料在无氧或限氧环境下经过热转化过程得到的固体产物，因其具有高含碳量、高阳离子交换量、... 详细信息

我国种植业废弃物数量庞大，其资源化利用具有极其重要的意义，将种植业废弃物转化为生物炭是实现高效利用的一个重要途径。生物炭是由生物质原料在无氧或限氧环境下经过热转化过程得到的固体产物，因其具有高含碳量、高阳离子交换量、大比表面积和结构稳定等特点，在多个领域具有广泛应用。本文对生物炭的制备、改性以及生物炭基复合材料在不同领域的应用进行了系统地总结和归纳，并介绍了由生物炭制备的生物炭基复合材料在吸附、催化、缓释肥料、储能、传感以及电磁干扰(EMI)屏蔽等领域的重要应用价值。

关键词：种植业废弃物生物炭复合材料制备和改性可持续发展

苹果片热风干燥过程中的热湿传递与溶质迁移模拟及试验

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食品科学 2024年

作者：赵哲袁越锦柳忠彬彭懿婷佘海龙尹鹏四川轻化工大学机械工程学院过程装备与控制工程四川省高校重点实验室陕西科技大学机电工程学院

干制是果蔬产后加工的主要形式，果蔬干燥过程中的“流糖”等现象不仅导致物料表面结壳、干燥效率降低、能耗增加，而且还会导致干后产品品质严重下降。为了揭示果蔬干燥营养流失的热湿传递与溶质迁移内在机理，确定果蔬微孔结构特性及... 详细信息

干制是果蔬产后加工的主要形式，果蔬干燥过程中的“流糖”等现象不仅导致物料表面结壳、干燥效率降低、能耗增加，而且还会导致干后产品品质严重下降。为了揭示果蔬干燥营养流失的热湿传递与溶质迁移内在机理，确定果蔬微孔结构特性及孔隙界面毛细力等因素对其干燥过程的影响，该研究运用孔道网络方法和热质传递原理等交叉学科知识，建立了孔隙尺度下果蔬干燥营养流失的孔道网络模型，采用Visual C++与MATLAB语言联合编程来设计开发软件，模拟分析了干燥过程中的温度、湿分及糖分分布等情况，并以苹果切片作为果蔬典型代表进行了热风干燥试验及模型验证。结果表明：干燥曲线模拟值与试验值的相对误差小于10%，模型可有效模拟果蔬干燥热湿传递与溶质迁移的真实过程，再现了干燥过程中的“流糖”现象；温度场与湿分场是相互耦合的，导致干燥前沿会呈现比较明显的温度分界线；热风温度的升高、热风相对湿度的减小以及热风风速的增大，均会使干燥速率增大，且导致物料中营养成分的流失增加；热风相对湿度越大，在干燥前期物料温度上升速率越快。研究结果可为果蔬干燥品质的分析与优化、干燥过程的节能与提效提供了一定的理论基础。

关键词：果蔬干燥传热传质溶质迁移孔道网络苹果片

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基于数字孪生的高温高压容器寿命预测

科学技术与工程 2024年第15期24卷 6320-6328页

作者：薛祥东胡光忠王平屈朝阳四川轻化工大学机械工程学院宜宾644000 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室宜宾644000

为解决高温高压容器剩余寿命在线预测难题,提出一种基于数字孪生的高温高压容器剩余寿命预测模型构建方法。该方法基于实时工况条件,采用ANSYS仿真模型进行耦合仿真,获取高温高压容器一定时域物理场,通过多轴蠕变损伤模型建立高温高压... 详细信息

为解决高温高压容器剩余寿命在线预测难题,提出一种基于数字孪生的高温高压容器剩余寿命预测模型构建方法。该方法基于实时工况条件,采用ANSYS仿真模型进行耦合仿真,获取高温高压容器一定时域物理场,通过多轴蠕变损伤模型建立高温高压容器剩余寿命预测样本数据集,利用Tent-SSA优化的BP(back propagation)神经网络算法进行训练预测,建立机理模型与机器学习融合驱动的数字孪生高温高压容器寿命预测模型。最后以某型钠冷快堆蒸汽发生器关键部件的管板作为对象,试验结果表明该预测模型总体均方误差由优化前的3.2197×10^(-2)降低至7.7449×10^(-3),模型更稳定且鲁棒性强、收敛快。

关键词：数字孪生压力容器寿命预测神经网络

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流态化焙烧制备高纯纳米氧化铝及其结构表征

化工新型材料 2024年第S1期52卷 167-173页

作者：宋忠赫武小明刘鹏飞崔梦洁姚增利任铁真新疆大学化工学院煤炭清洁转化与化工过程新疆维吾尔自治区重点实验室省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室乌鲁木齐830017 新疆众和股份有限公司乌鲁木齐830013 中海油能源发展装备技术有限公司天津300457

流态化焙烧通过气体阻隔可降低晶粒间的作用力,抑制晶粒熔融生长,减少团聚。以AlOOH为原料,在流态化焙烧炉中焙烧出一系列比表面积大、表面富酸量、晶相稳定的纳米氧化铝。通过分析产品的形貌和织构性质,探究了流态化焙烧对纳米氧化铝... 详细信息

流态化焙烧通过气体阻隔可降低晶粒间的作用力,抑制晶粒熔融生长,减少团聚。以AlOOH为原料,在流态化焙烧炉中焙烧出一系列比表面积大、表面富酸量、晶相稳定的纳米氧化铝。通过分析产品的形貌和织构性质,探究了流态化焙烧对纳米氧化铝表面官能团和活性因子的影响。成功制备超细α-Al_(2)O_(3),控制粒径在100~200nm之间。结果表明:1200℃下流态化焙烧获得的α-Al_(2)O_(3)(L1200)比表面积为57.27m^(2)/g,固定床焙烧氧化铝(G1200)仅为14.20m^(2)/g。L1200表面具有更多的酸碱量和更强的酸碱活性中心,Bronsted酸(B酸)和Lewis酸(L酸)含量分别为42.641mmol/g和342.681mmol/g,B/L(B酸/L酸的比值)为0.124,相比G1200(B酸:7.629mmol/g,L酸:177.301mmol/g,B/L:0.043)具有明显的酸活性优势。L酸向B酸转化提高了纳米氧化铝的高值化利用。

关键词： α-氧化铝烧结流态化失活表面酸碱

不同振镜精度下选区激光熔化Ti6Al4V零件性能的对比分析

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焊接学报 2024年第8期45卷 52-61页

作者：刘鹏宇李辉张瑞华肖梦智屈岳波魏小红尹燕钢铁研究总院北京100081 阳江市五金刀剪产业技术研究院阳江529533 四川轻化工大学过程装备与控制工程四川省高校重点实验室自贡643000 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050

为了研究振镜精度对选区激光熔化成形件的影响,在3种不同振镜精度下制备Ti6Al4V试样,并对零件的硬度、致密度、物相、微观组织、力学性能和断口形貌进行分析.结果表明,3组试样的物相均为α/α'相,随着振镜精度变差试样的致密度、维氏硬... 详细信息

为了研究振镜精度对选区激光熔化成形件的影响,在3种不同振镜精度下制备Ti6Al4V试样,并对零件的硬度、致密度、物相、微观组织、力学性能和断口形貌进行分析.结果表明,3组试样的物相均为α/α'相,随着振镜精度变差试样的致密度、维氏硬度、屈服强度和应变值呈下降趋势;振镜校准精度在0.025 mm范围内,拉伸件的断裂应变为10.15%,扫描轨迹未出现明显偏移;振镜校准精度在0.05 mm范围内,拉伸件的断裂应变为8.99%,扫描轨迹未出现明显偏移,断口边缘出现了夹渣,零件表面出现微小的气孔,抗拉强度与屈服强度变化不明显,断后伸长率有所下降;振镜校准精度在0.09 mm范围内,拉伸件的断裂应变为8.37%,部分扫描轨迹出现了10μm的偏移,零件表面出现明显的大气孔,断口两侧出现夹渣,抗拉强度变化不大,屈服强度略微下降,断后伸长率明显降低.分析认为振镜校准精度在0.05 mm范围内,打印过程熔道未出现明显的偏移现象,振镜校准精度在0.09 mm范围内,部分打印点出现了漂移现象,引起了熔道的偏移,脱离了原始的规划路径,导致气孔、飞溅或未熔粉末的产生,降低了零件的致密度及拉伸件的承载面积,引起了断后伸长率的降低.

关键词：选区激光熔化振镜精度金相组织材料力学性能 Ti6Al4V

模糊自适应PID对保险粉合成pH值的控制研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第2期38卷 208-216页

作者：林志树李洪毅朱冠华厦门理工学院机械与汽车工程学院福建厦门361024 广东石油化工学院广东省石化装备故障诊断重点实验室广东茂名525000

保险粉合成过程pH值控制存在非线性、时滞性、不确定性问题,采用常规PID控制结合人工控制的方式无法实现参数自调整,对pH值的控制很难达到预期效果,为此,提出了模糊自适应PID控制方法。介绍了保险粉合成原理及反应方程式,分析酸碱中和p... 详细信息

保险粉合成过程pH值控制存在非线性、时滞性、不确定性问题,采用常规PID控制结合人工控制的方式无法实现参数自调整,对pH值的控制很难达到预期效果,为此,提出了模糊自适应PID控制方法。介绍了保险粉合成原理及反应方程式,分析酸碱中和pH值控制并确定系统的传递函数,设计了模糊自适应PID控制器,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,并进行了实验验证,结果表明:模糊自适应PID控制与常规PID控制相比,具有超调量小、调节时间短、抗干扰能力强等优点,实现了对pH值的有效控制。

关键词：保险粉合成过程 pH值控制模糊自适应PID Matlab仿真实验验证

TC4钛合金实海污损生物附着行为与腐蚀机理研究

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表面技术 2024年

作者：李友炽邓培昌王贵刘文娟胡杰珍吴敬权广东海洋大学机械工程学院广东海洋大学湛江市海洋工程及装备腐蚀与防护重点实验室广东海洋大学化学与环境学院新疆理工学院能源化工工程学院

目的研究TC4钛合金实海中生物腐蚀行为，以期为钛合金在海洋工程装备应用中提供科学依据。方法 TC4钛合金在广东湛江调顺岛实海中进行浸泡挂样，观察污损生物附着行为以及试样腐蚀形貌，结合极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）和XRD分析污... 详细信息

目的研究TC4钛合金实海中生物腐蚀行为，以期为钛合金在海洋工程装备应用中提供科学依据。方法 TC4钛合金在广东湛江调顺岛实海中进行浸泡挂样，观察污损生物附着行为以及试样腐蚀形貌，结合极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）和XRD分析污损生物附着对TC4钛合金腐蚀影响，探索TC4钛合金在实海中生物腐蚀机理。结果 TC4钛合金具有良好生物兼容性，大型污损生物附着以藤壶为主，数量多达4.5pcs/cm2，覆盖面积占比呈“∫”型变化。试样表面无藤壶附着位置或藤壶与藤壶空隙之间无明显蚀坑，而藤壶附着位置出现蚀坑，随着时间延长形成溃疡坑。污损生物演替改变溶解氧向钛合金表面传输的效率，同时造成钛合金表面介质性质不均匀化，影响钝化膜的形成与再生，腐蚀电位、腐蚀电流及容抗弧半径波动变化。藤壶等污损生物不均匀附着形成“封闭滞留层”，导致出现富氧区和贫氧区，构成氧浓差电池，富氧区发生还原反应，贫氧区发生氧化反应，从而促进腐蚀。TC4钛合金表面形成含有TiO2和Al2O3的钝化膜，而CaCO3主要来源于钙质外壳污损生物。结论该海域污损生物附着以藤壶为优势物种，不同生长阶段的藤壶腐蚀机制不同，结构完整的活体藤壶钙质外壳和致密藤壶胶能够有效隔离外界腐蚀介质抑制腐蚀，死亡藤壶则因壳体结构不完整与有机体被分解促进腐蚀。污损生物附着使TC4钛合金表面发生复杂物化、生化和电化过程，导致试样在海洋环境中发生局部腐蚀，腐蚀速度非线性波动变化。

关键词： TC4钛合金电化学污损生物藤壶附着腐蚀