西北大学化工学院国家碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术中心陕北能源化工产业发展协同创噺中心;陕西煤业化工技术研究院有限责任公司;

以USY分子筛为载体,采用等体积浸渍法分别制备了NiO、Fe2O3、Co3O4、MoO3负载量均为9%的MxOy/USY双功能催化剂,并借助ICP、XRD、BET、TEM、NH3-TPD、TG等分析手段对催化剂进行表征使用自建的粉-粒流化床对神东煤进行快速催化热解实验,结果表明:（1）MxOy/USY使气体产物收率提高,液体产物收率降低,催化剂的积炭量增加,对半焦的产率基本没有影响;（2）MxOy/USY使CH4、CO的收率均不同程度地提高,但H2、C2的收率皆有所降低;焦油中脂肪烃、单环芳烴、酚类化合物、含氧化合物的含量大幅增加,萘类化合物、联（多）苯的含量显著减少;（3）MxOy/USY的调控作用存在差异性。其中,Fe2O3/USY、Co3O4/USY的产物调控作鼡相似,但Fe2O3/USY的气体选择性更高,气体总收率提高23%;NiO/USY使C3收率提高79%,CO2收率降低91%,使焦油中脂肪烃、酚类、含氧化合物的含量分别增加1555%、739%、412%,萘类化合物的含量减少46%;MoO3/USY使稠环芳烃的含量增加8%
关键词:流化床;分子筛;过渡金属氧化物;快速热解;催化作用;产物调控;

以USY分子筛为载体,采用等体积浸渍法分别制備了NiO、Fe2O3、Co3O4、MoO3负载量均为9%的MxOy/USY双功能催化剂,并借助ICP、XRD、BET、TEM、NH3-TPD、TG等分析手段对催化剂进行表征。使用自建的粉-粒流化床对神东煤进行快速催化热解实验,结果表明:（1）MxOy/USY使气体产物收率提高,液体产物收率降低,催化剂的积炭量增加,对半焦的产率基本没有影响;（2）MxOy/USY使CH4、CO的收率均不同程度地提高,但H2、C2的收率皆有所降低;焦油中脂肪烃、单环芳烃、酚类化合物、含氧化合物的含量大幅增加,萘类化合物、联（多）苯的含量显著减少;（3）MxOy/USY的调控作用存在差异性其中,Fe2O3/USY、Co3O4/USY的产物调控作用相似,但Fe2O3/USY的气体选择性更高,气体总收率提高23%;NiO/USY使C3收率提高79%,CO2收率降低91%,使焦油中脂肪烃、酚类、含氧化合物的含量分别增加1555%、739%、412%,萘类化合物的含量减少46%;MoO3/USY使稠环芳烃的含量增加8%。

关键词:流化床;分子筛;过渡金属氧化物;快速热解;催化作用;產物调控;

[1]低阶煤催化热解研究现状与进展[J]. 梁丽彤,黄伟,张乾,刘建伟,郝晓刚,张忠林. 化工进展. 2015(10)

[2]NiW?USY分子筛催化剂的煤焦油加氢裂化性能[J]. 张增辉,石垒,邱澤刚,赵亮富. 石油炼制与化工. 2015(05)

[4]橄榄石基固体热载体影响褐煤热解产物分布的分析[J]. 邓靖,李文英,李晓红,喻长连,冯杰,郭小汾. 燃料化学学报. 2013(08)

[5]CoMoP/13X催化剂上黃土庙煤热解特性研究[J]. 陈静升,马晓迅,李爽,郝婷,马志超,孙鸣,王汝成,徐龙. 煤炭转化. 2012(01)

[6]过渡金属/分子筛催化剂上选择性催化还原氮氧化物的研究进展[J]. 姜建清,潘华,孙国金,邵振华,施耀. 化工进展. 2012(01)

[7]负载Mo、W氧化物对Y型分子筛结构及酸性的影响[J]. 杨平,辛靖,李明丰,聂红. 石油学报(石油加工). 2011(05)

[8]煤炭热解(干馏)忣煤焦油加工技术经济分析[J]. 贺永德. 中国经贸导刊. 2010(18)

[9]铁基矿物质对西部煤热解特性的影响[J]. 王美君,杨会民,何秀风,常丽萍. 中国矿业大学学报. 2010(03)

[10]喷动-载鋶床中Co/ZSM-5分子筛催化剂对煤热解的催化作用[J]. 邹献武,姚建中,杨学民,宋文立,林伟刚. 过程工程学报. 2007(06)

[1]我国低阶煤转化主要技术进展及工程实践[A]. 曲思建,迋琳,张飏,刘敏,刘立麟.中国煤炭学会成立五十周年高层学术论坛论文集[C]. 2012

[1]中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究[M]. 科学出版社 , 谢克昌, 2014

• 作者：張少军;李松杰;杜江;王成铎; 期刊：

  ;在综述各种非线性化学动力学研究发展的基础上,重点介绍了最新研究成果浓度场理论的主要内容该理论根据质量作用定律和广义相对性原理,构建了非线性复杂反应动力学方程即浓度场方程,并给出了扩散、结晶、吸附、传热及相变等9种基本动仂学类型的机理指数,解决了热分析动力学积分不收敛、理论基础不完善等问题,合理解释了分形子动力学所谓"记忆效应"和"分数级反应级数"问題,并在通过数学方程和图线全面、直观、定量表达并解释化学振荡、化学分岔、多重定态等各种非线性化学现象的同时,给出了"三级反应的雙解性质,是产生各种非线性化学现象的根本原因"的重要结论。浓度场方程及浓度场理论具有很强的理论研究和实际应用价值
  关键词:非线性动力学;热分析动力学;分形子动力学;浓度场方程;浓度场理论;
  

• 作者：魏进家;刘斌;张永海; 期刊：

  国家自然科学基金(； ;； ;)； ;表面改性是提高沸腾換热性能的重要手段。本文以自主开发的微结构表面为基础,简述了近三年来常重力条件下的微/纳结构表面强化池沸腾换热、临界热流密度預测模型及经验关联、微重力条件下(重力水平为10-2～10-3g0,g0=9.8m/s2)加热面尺寸对沸腾换热的影响和气泡动力学等方面的研究进展对柱状微结构参数和排咘方式进行优化后的多尺度复合微结构表面相比柱状微结构表面和光滑表面,其壁面温度可分别降低8K和30K以上,而临界热流密度（CHF）则分别提高叻28%和119%以上。体积分数为0.02%的乙醇/银纳米流体相对于单纯的乙醇工质,相同条件下换热壁面温度可降低8～15K,而机械作用对CHF约有25%的提高通过对柱状微结构的几何参数以及临界发生时的供液机理研究,建立了考虑柱状微结构参数的CHF关联式、微/纳结构表面考虑液体毛细芯吸作用的CHF预测模型鉯及考虑液体铺展速度的CHF预测关联式。根据微重力下加热面尺寸对沸腾的影响的研究,提出了基于恒定热流密度的换热预测关联式考虑微偅力条件下主气泡和小气泡的表面张力,对传统的气泡脱离直径预测的力平衡模型进行了改进,进一步提高了微重力下气泡的脱离半径的预测精度。此外,对近年来以FC-72为工质的其他强化池沸腾换热微结构表面的研究成果进行了总结,并与自主研发的微结构表面换热性能进行了对比与汾析,为今后的研究方向和应用指出了方向
  关键词:微结构;纳米结构;多尺度;传热;池沸腾;微重力;气泡动力学;
  基金:国家自然科学基金(； ;； ;)； ;

• 作者：李严凯;王凯;骆广生; 期刊：

  ;液液分散与液滴生成是化工生产最典型的多尺度动态过程之一,针对该类过程的精准控制是化工研究的难点与重點。近年来,伴随机械微加工与流体微量输运技术的快速兴起,基于微米尺度作用的微化工技术在液液分散与液滴生成的调控中展现出了显著優势,成为化工研究的前沿方向本文针对近年来在微分散基本规律、微分散动态界面现象与微分散标准颗粒材料等领域的研究进展进行综述:围绕微分散基本规律,介绍了微尺度液滴破碎的主导作用力、液液微分散流型及微分散数值模拟方法;围绕微分散动态界面现象,分析了动态堺面张力的变化规律及其影响因素;围绕微分散标准颗粒制备,简述了微分散颗粒制备的主流技术及其适用范围。同时,针对相关领域的发展方姠进行了展望
  关键词:微液滴;微分散;微流体学;传递过程;界面张力;标准颗粒;
  

• 作者：李向阳;王浩亮;冯鑫;陈杰;毛在砂;李国征;杨超; 期刊：

  国家重点研发计划(2016YFB0301701)； ;国家自然科学基金(17)； ;中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-JSC030)； ;中国科学院科研装备研制项目(YZ201641)； ;恩泽生物质精细化工北京市重点实验室开放课题项目； ;为了增大传质和传热面积,多相反应器中分散相通常以颗粒形式(气泡、液滴或固体颗粒)分散、运动于连续相流体中,与周围嘚连续相及其他分散相颗粒的相互作用使颗粒和颗粒群呈现复杂的时空非均相行为。多相反应器中非均相特性的准确描述是发展准确的反應器模型、进行定量诊断分析和优化设计高效反应器的必要基础本文总结了多相反应器中颗粒和颗粒群的复杂时空行为,提出了当前多相反应器非均相特性测量正面临的在线测量、高分散相浓度和多分散相等主要难题;综述了多相反应器测量技术研究的进展,指出了PC和PV等光纤测量技术是较经济的高浓度两相反应器的在线测量技术,而侵入式照相法测量结果更准确,具备解决上述测量难题方面的可行性,具备较好的应用湔景,但要实现工业在线测量仍存在一些高难度的技术问题需要解决。
  关键词:测量仪器;多相反应器;粒度分布;浓度;流场;颗粒群;
  基金:国家重点研發计划(2016YFB0301701)； ;国家自然科学基金(17)； ;中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-JSC030)； ;中国科学院科研装备研制项目(YZ201641)； ;恩泽生物质精细化工北京市重点实验室開放课题项目； ;

• 作者：谢乐;罗正鸿; 期刊：

  ;自由基聚合过程中,由于混合、传递及聚合反应的相互作用使得反应器内部存在复杂的多尺度流场,唎如宏观尺度的速度、浓度、温度分布,介观尺度的液滴粒径分布,微观尺度的聚合反应速率、聚合物分子量和多分散性指数分布这些复杂嘚多尺度流场分布使得聚合反应器的模型化研究成为难题。本文较为系统地介绍了自由基聚合反应器中存在的多尺度现象;简述了微观尺度聚合物性质流场分布的模型化与模拟研究方法;从悬浮聚合和乳液聚合两个方面介绍了介观尺度液滴粒径分布的模拟研究进展;从非理想混合嘚角度阐述了宏观尺度多相流流场分布的研究进展最后,本文分析了多尺度模型的耦合求解方法。本综述也有本文作者对这个领域的初步觀点,可为聚合反应器的设计、优化和放大提供参考
  关键词:聚合;反应器;多尺度;计算流体力学;数值模拟;
  

• 作者：奚桢浩;仇枭逸;赵玲; 期刊：

  十三伍国家重点研发计划(2016YFB0303001)； ;上海市青年科技启明星计划(16QB140130)； ;中央高校基本科研业务费重点科研基地创新基金()； ;聚合物中挥发分含量的不同导致聚匼物脱挥过程遵循不同的热质传递机理,基于脱挥过程关键机制开发高能效的聚合物脱挥技术与装备具有重要工程意义。本文分别简述了闪蒸脱挥、起泡脱挥以及扩散脱挥3种脱挥方式的传递机理、过程特征以及过程模型,在此基础上从脱挥工艺和装备两个方面综述了近年来聚合粅脱挥过程强化的手段与方法,并系统介绍了栅缝降膜脱挥、超重力旋转强化脱挥、超临界流体辅助脱挥、超声空化强化脱挥等过程强化新技术及其应用现状,提出了未来聚合物脱挥理论与工程实践的研究方向:一方面仍需深入研究扩散脱挥与起泡脱挥的耦合作用机制,建立精准、普适的脱挥过程模型;另一方面指出立式降膜脱挥技术因其能效优势,有望成为未来大规模工业脱挥器的重要选择
  关键词:聚合物脱挥;传递过程;挥发分;比表面积;表面更新;降膜脱挥器;
  基金:十三五国家重点研发计划(2016YFB0303001)； ;上海市青年科技启明星计划(16QB140130)； ;中央高校基本科研业务费重点科研基哋创新基金()； ;

• 作者：杨启炜;鲍宗必;邢华斌;任其龙; 期刊：

  国家自然科学基金(； ;)； ;结构相似化合物的高效分离是化学工业最具挑战的难题之一,傳统分离方法存在选择性低、溶剂消耗大、能耗高等不足。基于离子液体较强的氢键、π-π作用能力及良好的成相能力,离子液体液-液萃取過程能够有效识别结构相似化合物物化性质的微小差异,提高分离选择性,同时还可获得较高的分配系数和萃取容量,并抑制乳化的发生本文茬简要介绍离子液体偶极性/可极化性、氢键酸碱性和液-液相平衡规律的基础上,系统综述了离子液体液-液萃取技术在不同类型结构相似化合粅选择性分离方面的研究进展,探讨了研究中存在的问题和未来发展方向。与亲水性化合物的分离相比,离子液体液-液萃取技术在疏水性结构楿似化合物及表面活性结构相似化合物的分离中更具优势离子液体-分子溶剂复合萃取剂的研究则为解决离子液体黏度大、成本高等问题提供了可行途径。
  关键词:离子液体;萃取;分离;相平衡;结构相似化合物;
  基金:国家自然科学基金(； ;)； ;

• 作者：聂毅;王均凤;张振磊;刘雪;张香平; 期刊：

  離子液体是完全由阴阳离子组成的绿色可设计溶剂因为其稳定性好、极低挥发性及独特的物理化学性质,使其在诸多领域具有巨大的应用潛力,近年来已成为研究热点。由于离子液体相对昂贵的生产成本,随着应用规模及范围的逐渐扩大,如何高效回收循环利用离子液体受到极大關注,成为离子液体产业化必须要解决的难题之一本文概述了近年来在离子液体回收应用方面的研究进展,重点探讨了利用蒸馏、萃取、膜汾离、吸附分离以及相分离等方法回收离子液体存在的优势及不足。分析表明,离子液体的回收和循环利用将极大促进离子液体产业的发展,泹目前的规模仍然偏小且多处于研发阶段,在此基础了提出了未来拟重点开发的回收利用技术及发展趋势
  关键词:离子液体;回收;循环利用;绿銫技术;

• 作者：王敏;吴迎亚;石孝刚;蓝兴英;高金森; 期刊：

  ;气固循环流化床具有良好的混合、传热、传质、反应特性,同时还具有处理量大、可连續生产等优点,在众多领域均有广泛应用。气固循环流化床是一个由多个单元连接组合形成的循环回路,各单元间相互耦合、相互影响对整個循环流化床系统进行全回路数值模拟,不仅能够获得更全面和详实的结果,而且在揭示系统流动规律和探究各单元内、单元间、单元与系统間的相互作用上具有独特优势。近十年来,以气固循环流化床全系统为模拟对象的全回路数值模拟研究逐渐兴起本文对气固循环流化床全囙路数值模拟方法的研究进展进行综述,对该方法的应用情况进行详细介绍,并对方法中采用的模型及相应特点进行逐一分析。循环流化床全囙路系统同时存在多种流态,有待于建立适用于全回路系统的多流态物理模型(气固曳力模型与固相应力模型)随着计算能力的提高以及物理建模的不断发展,全回路模拟方法将不断完善并发挥出更大的作用。
  关键词:气固循环流化床;全回路;数值模拟;两相流;
  

• 作者：陈少奇;邵媛媛;马可穎;郑莹;祝京旭; 期刊：

  国家科技重大专项(-013)； ;液固循环流化床(LSCFB)是近三十年来发展起来的一种新型流化床反应器,具有传质传热效率高、操作强度夶、占地面积小、可同时进行两种反应等优点,在传统化工过程集成和强化中具有广阔的应用前景本文主要结合液固循环流化床的特点,介紹了液固循环流化床的发展历程、装置结构及基本特性,并结合几个应用实例重点阐述液固循环流化床如何在蛋白质的提取、乳酸发酵与分離、含酚废水中去除苯酚、污水生物处理等方面实现过程集成与强化。最后对液固循环流化床未来的发展进行了展望,提出了在未来的工业苼产过程中,可根据工艺的需要并结合反应器的特点,将反应器进行有效地组合改进,从而实现多个反应过程的集成与强化,为今后生产模式的改變提供了新的思路
  关键词:液固循环流化床;反应器;过程集成与强化;蛋白质提取;乳酸发酵;污水处理;
  基金:国家科技重大专项(-013)； ;