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化工学报
中国化工学会 化学工业出版社
化工学报

中国化工学会 化学工业出版社

李静海

月刊

0438-1157

hgxb@cip.com.cn

010-64519485/86/89/90

100011

北京市东城区青年湖南街13号

化工学报/Journal CIESC JorunalCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《化工学报》以促进国内外化工科技发展和学术交流为宗旨，主要刊载化工及相关领域的原创性研究论文，报道有价值的基础数据，扼要报道阶段性研究成果和重要研究工作的最新进展，选载对学科发展起指导作用的综述与专论。栏目包括：热力学；流体力学与传递现象；催化、动力学与反应器；分离工程；过程系统工程；表面与界面工程；生物化学工程与技术；能源和环境工程；材料化学工程与纳米技术；现代化工技术。《化工学报》是我国创刊较早的科技期刊之一，多年来本刊一直保持严谨求实的优良传统，严把稿件质量关。由国内外知名专家组成的学术实力强大的编委会，严格的审稿制度和编校程序，保证了刊物的内容质量和出版质量，保持了国内化工界权威性学术期刊地位。发表文章中国家自然科学基金等重大项目的文章达83％，其中获国家科技进步奖、国家发明奖以及各种省部级以上科技奖励项目所属的文章占有较大比例。《化工学报》是很多国际重要检索系统的源期刊，如美国的《CA》、《EI》，俄罗斯的《文摘杂志》，日本的《科学技术文献速报》等，影响因子、总被引频次、综合评价指标在同类期刊中位于前列。在期刊评比中多次获奖，2006年以来主要获如下奖项：2006 年获第六届全国石油和化工行业优秀期刊一等奖2006－2010 年连续入选“百种中国杰出学术期刊”2006－2010 年连续入选中国科协精品科技期刊工程示范项目B类2007 年论文“用石蜡-CO2超临界流体快速膨胀在流化床中进行细颗粒包覆”获第五届中国科协期刊优秀学术论文奖 2008 年被评为“中国精品科技期刊”2008 年论文“高固气比状态下的粉煤气力输送”被评为“2007年中国百篇最具影响优秀国内学术论文”2008 年论文“固体碱法制备生物柴油及其性能”获第六届中国科协期刊优秀学术论文一等奖2010 年获第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖
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收录年代

    糠醛渣热解特性及热解挥发产物对其燃烧烟气原位控氮作用

    王文燕张光义孟辉波朱新宇...
    5770-5778页
    查看更多>>摘要：通常,具有高含氮资源禀赋生物质在能源化利用过程中需控制NOx排放.解耦燃烧是可适用于高含水、高含氮燃料的低NOx燃烧技术,其对NOx生成的抑制效果优于其他燃烧技术.为揭示解耦燃烧中热解挥发产物的原位控氮潜力、发展双流化床解耦燃烧技术,以糠醛渣为原料,借助固定床装置和双流化床装置,分别开展其热解特性和双流化床解耦燃烧近实际工况模拟研究.具体地,首先在固定床反应器中考察糠醛渣在不同温度下的热解产物分布,继而借助双流化床反应器考察了热解在线挥发产物对热解半焦同步燃烧烟气中NO～的还原效果.结果表明:在500～700℃热解温度区间内,随温度的升高,半焦产率逐渐减少,从45.2％下降到39.8％;气体产率呈明显上升趋势,从12.4％上升到22.5％,CO、CH4、H2等还原性组分产率增加显著;焦油产率略有降低,从15.9％降低到12.9％;水分产率变化不大.双流化床解耦燃烧实验中,糠醛渣热解挥发产物对热解半焦同步燃烧所产烟气控氮效果良好,热解挥发产物对半焦燃烧烟气NOx减排效果主要受热解温度、二次风占比影响,总过量空气系数ER=1.3,热解温度600℃、二次风过量空气系数ER2=0.5时,糠醛渣热解挥发产物对相同热解条件下生成的半焦燃烧(900℃,过量空气系数ER1=0.8)所产烟气原位控氮效果达到最优,NOx减排率为54.80％.这表明,可通过控制热解挥发分产物产率、氧化程度,充分发挥挥发分的NOx还原能力,从而明显改善解耦燃烧原位控氮效果.

    糠醛渣热解解耦燃烧NOx排放原位控氮

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    湿化学法回收污泥水热炭中磷的潜能研究

    许劲朱杰东李卷利刘孟秋...
    5779-5789,封4页
    查看更多>>摘要：以富含磷的污泥水热炭为研究对象,用SMT法分析磷的形态分布,以盐酸和柠檬酸为浸提剂,探究湿化学法回收磷的潜能.结果表明,污泥经水热碳化后,总磷含量上升,有机磷朝着无机磷转化,非磷灰石无机磷朝着磷灰石无机磷转化,水热炭中磷形态以无机磷和非磷灰石磷为主.适宜酸浸条件下(盐酸浓度0.3mol/L、液固比50ml/g、酸浸时间240 min,柠檬酸浓度0.1 mol/L、液固比50ml/g、酸浸时间600 min),盐酸和柠檬酸对磷的浸出效率分别可达94.34％、88.78％,准二级动力学模型能较好地拟合磷的浸出过程;同时,金属浸出能力随酸浸时间延长而逐渐上升,与磷浸出能力呈线性相关,由大到小依次为Fe＞Ca＞Al＞Mg;重金属浸出能力由大到小依次为Zn＞Mn＞Cr＞Cu＞Pb;酸浸残渣有望成为性能良好的吸附材料.

    污泥水热炭磷回收盐酸柠檬酸酸浸

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    基于(火用)分析的热法磷酸全热能回收技术模拟研究

    杜加磊翟持朱远蹠谢德龙...
    5790-5799页
    查看更多>>摘要：工业节能是碳减排的首要措施,热法磷酸生产过程每燃烧1t黄磷释放出的反应热高达26289 MJ,占黄磷总能耗的25％.本文应用Aspen Plus软件,基于有效能的分析方法,对热法磷酸生产过程不同的热能回收方式进行研究.结果表明:以现有热法磷酸热能回收工艺为基础,燃磷塔副产蒸汽压力由1.0 MPa提升至2.5 MPa,热量回收效率由46.29％提升至62.42％,系统的(火用)效率由26.22％提升至34.95％;进一步通过用水化塔循环酸加热进入燃磷塔的加压水,系统的热回收效率提升至87.08％,(火用)效率提升至46.59％,实现了热法磷酸热能的全回收利用.空气过剩系数的灵敏度分析表明,在保证黄磷充分氧化反应的前提下,适当降低空气过剩系数有利于热回收效率和(火用)效率的提升.

    热法磷酸AspenPlus节能(火用)节能潜力

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    燃煤机组脱硫废水零排放物料-能-水耦合机制及优化

    陈程陈鑫徐凤吴斌...
    5800-5809页
    查看更多>>摘要：湿法脱硫排出的废水是燃煤机组废水中最难处理的末端废水之一.热法固化是实现脱硫废水零排放的必然途径.通过构建整个燃煤机组厂级尺度热力系统虚拟仿真模型,从能量流、物料流、水平衡及其之间的相互影响机制的角度对比分析了目前三种主流不同脱硫工艺路线的优劣.在此基础上,提出了基于吸附式热泵和多效蒸馏浓缩,废热用于干燥的新型脱硫工艺,新工艺所需的高温烟气量最小,仅为旁路直喷式的1/5,为目前主流浓缩干燥方案的1/3,在回收水分的同时,极大降低高温烟气的消耗量,降低对主机安全性的影响.相关研究可以为燃煤机组脱硫废水零排放及深度节水提供新的解决思路.

    脱硫废水零排放物料-水-能耦合多效蒸馏吸收式热泵

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    厌氧氨氧化工艺处理不同抗生素废水的性能比较

    张肖静马冰冰张涵位登辉...
    5810-5819页
    查看更多>>摘要：抗生素在世界范围内使用广泛,目前已经在多种废水中检测到了不同种类的抗生素.以磺胺甲噁唑(SMX)和土霉素(OTC)为代表,研究其对厌氧氨氧化过程的短期(6h)和长期(22 d)影响.结果表明:在实验浓度中(1、10、100、1000 pg/L),OTC的短期抑制阈值为10μg/L,将厌氧氨氧化活性由14.6降至12.0 mg/(h·g SS);长期抑制阈值为1000μg/L,将厌氧氨氧化活性降至11.1 mg/(h·g SS);1～1000pg/L的SMX对厌氧氨氧化生物膜无显著影响.厌氧氨氧化生物膜对SMX的响应比对OTC的响应更加快速,可以分泌大量的胞外聚合物以抵抗SMX,同时可以诱导反硝化菌降解SMX.OTC导致厌氧氨氧化生物膜的微生物多样性增加,而SMX则促使优势微生物的丰度增加,同时诱导反硝化菌的相对丰度从0.01％最高增加至14.9％,有助于抵抗SMX的抑制.因此,厌氧氨氧化可以处理含有微量SMX的废水,在处理含OTC的废水时,则需要经过长期驯化.

    环境废水厌氧氧化生物反应器生化工程

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    不同金属氧化物对重质生物油再裂解的比较性研究

    杨耀钧刁瑞王储朱锡锋...
    5820-5830页
    查看更多>>摘要：通过TG-FTIR、GC/MS和XRD等分析手段,研究了 Fe2O3、Al2O3、CaO和TiO2四种金属氧化物催化下重质生物油的热解特性及产物差异.结果表明:应用上述四种催化剂的再裂解实验均促进了重质生物油的脱氧,其中CaO催化下脱氧效果最好,Al2O3能够有效降低反应温度,Fe2O3有效促进了重质生物油成炭前的解聚、固相产物质量降幅达21.23％,TiO2对CO2的生成有最明显的抑制效果、同时可以降低反应结束温度;在低温下,除CaO外的三种催化剂均对有效产物的生成有促进作用,但对不同种类的物质各有侧重,而CaO则会使反应所需温度升高且对愈创木酚的富集有很强的选择性;在中温下,CaO和TiO2表现出较好的催化效果.上述催化热解过程有效促进了酚类的富集,效果最好的是Al2O3,酚类相对含量增幅达31.10％.除Fe2O3外的三种金属氧化物均降低了生物炭的有序度,添加CaO制备的生物炭具有最无序的炭结构和最高的固相产率.

    重质生物油TG-FTIRGC/MS金属氧化物催化热解

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    鸟粪石晶体生长速率关键影响因素的定量分析

    孙雅周通陈广源季琳安...
    5831-5839页
    查看更多>>摘要：鸟粪石(MAP)结晶法处理氨氮废水具有去除效果好、反应速度快等特点,但MAP生长过程缓慢,晶粒细小,限制了MAP副产品的回收率,经济价值降低.利用基于黏附型生长机制建立的化学势梯度模型结合德拜-休克尔极限公式计算活度系数,研究了不同因素(温度、搅拌速度、pH、离子摩尔比)对MAP晶体生长速率的影响.结果表明,温度、搅拌速度和摩尔比的提升导致动力学生长速率常数kt提高,从而导致鸟粪石生长速率上升,pH的升高使得反应初期的生长速率常数kt和热力学推动力△μ都得到了增强,到了反应后期,主要影响生长速率常数kt,最终导致整个反应过程中MAP生长速率上升.对MAP晶体的平均生长速率计算发现,其生长速率分布在10-9～10-8m/s之间;在pH=9.5时,生长速率提高至1.02×10-8 m/s;离子摩尔比[Mg2+]∶[PO34-]∶[NH4+]=1∶1∶1提高至1.2∶1.2∶1时,MAP生长速率最高达到了 1.29×10-8m/s.综上分析表明,温度、搅拌速度、pH和离子摩尔比提升,MAP晶体的生长速率均有不同程度的提高,其中,离子摩尔比影响最大,pH次之,温度和搅拌速度影响较小.因此,在实际工业中,pH和离子摩尔比的改变有望调控MAP的结晶过程.

    鸟粪石氨氮废水生长速率速率常数推动力

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    光热超疏水材料的制备与防、除冰性能研究

    谢震廷王宏朱恂陈蓉...
    5840-5848页
    查看更多>>摘要：户外设备表面结冰给人类生活和生产带来了众多不便,研究具有防结冰性能和除冰性能的新一代防、除冰材料对于户外设备的持久稳定运行具有重要意义.本文利用模板法将三氧化二钛(Ti2O3)粉末和聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合制备具有规则阵列结构的光热超疏水材料,并研究其防结冰性能与光热除冰性能.得益于Ti2O3优异的光热性能,制备的材料在100 mW/cm2光照条件下的光热温升可达55℃,冻结在表面的液滴可在200 s内融化,具有优异的光热转换与光热除冰性能.而PDMS材料固化后本征疏水,加规则阵列微结构后赋予材料优异的超疏水性能,其接触角高达153°,滚动角小于5°.无光照时的结冰延迟时间长达1300 s,是无光热材料表面结冰延迟时间的3倍.而在光照时由于其优异的光热性能,液滴在长达6 h的结冰测试中尚未结冰,表明材料具有优异的光热防结冰性能.研究结果论证了利用自然界丰富太阳能进行除冰的可能性,为户外设备表面除冰技术提供新的方式.

    太阳能表面制备超疏水光热除冰

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    超临界CO2脱附作用调控负载纳米颗粒结晶动力学研究

    乔国岳刘居陶孙剑飞徐琴琴...
    5849-5857页
    查看更多>>摘要：依据经典成核理论和超临界领域中的结晶动力学相关模型,分析影响成核速率的主要因素及其规律.研究共溶剂辅助超临界CO2溶解无机盐,在SBA-15介孔材料表面沉积实验的结果,发现伴随初始阶段的泄压速率逐步提升(0.05～18 MPa/min,20～14 MPa),载体所负载的纳米颗粒的粒径逐渐减小至1.5 nm左右,与典型的晶核尺寸1nm相接近,而担载量却出现逐渐增加的趋势.晶体的临界成核半径取为0.5 nm,通过Turk模型和Debenedetti模型计算超临界流体快速膨胀(RESS)工艺其喷嘴内的成核速率,与超临界反溶剂(SAS)群体平衡模型(PBM)的边界条件即SAS过程的初始成核速率相比较,三者的成核速率相接近,且利用快速泄压方法的沉积实验结果与按Cu担载量所估算的成核速率相接近.分析在沉积反应后的泄压阶段,超临界条件下的CO2的脱附作用,可能成为吸附于载体表面的前驱物离子结晶的诱导因素.并且CO2瞬时脱附量能够调控负载型纳米颗粒的成核速率,同时控制复合材料的金属担载量.为研究微观尺度下SAS过程的实现提供了实验与理论基础.

    超临界CO2脱附介孔材料快速泄压结晶动力学纳米颗粒

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    具有优异锂存储性能的蛋黄蛋壳结构FeS2@CFs薄膜电极

    李海昌何燕孙洪冉徐常蒙...
    5858-5866页
    查看更多>>摘要：利用简单的静电纺丝结合刻蚀和硫化策略获得了 FeS2@碳纤维(FeS2@CFs)薄膜电极,每个独特的蛋黄蛋壳结构单元与全方位三维碳纤维导电网络之间的协同效应赋予了电极材料优异的锂存储性能.作为锂离子电池负极材料时,在5A·g-1的大电流密度下容量仍能保持在415.4 mAh·g-1,在0.5 A·g-1的电流密度下经过循环400圈的循环之后可逆容量约为977.9 mAh·g-1.更重要的是,前驱体材料具有很广泛的扩展性,这可为柔性薄膜电极材料的制备提供一种设计思路.

    锂离子电池FeS2@CFs蛋黄蛋壳结构纳米材料复合材料薄膜电极电化学

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