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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

    PVA杂化膜中小分子吸附和扩散行为的分子模拟

    付敏陈子健汤帅钱锡亮...
    4152-4161页
    查看更多>>摘要：无机粒子掺杂聚乙烯醇(PVA)改性膜材料在渗透汽化酯化体系脱水方面展现出良好工业应用前景,但还缺乏微观层面的机理探究和基础理论数据.采用分子模拟手段构建了 ZSM-5和ZIF-67两种粒子分别与PVA混合后的杂化材料分子结构模型,得到了无机粒子在PVA链段间的分布情况;利用Monte Carlo(MC)方法模拟了乙酸乙酯、水在PVA杂化材料中的吸附行为,考察了掺杂比例和温度对吸附量、吸附等温线的影响;利用分子动力学(MD)方法模拟了乙酸乙酯、水在杂化材料中的扩散行为,计算了杂化材料内部的自由体积分数(FFV),考察了掺杂比例和温度对小分子在杂化材料中扩散系数的影响.结果表明,两种杂化材料对水的吸附量显著高于酯,且ZSM-5/PVA材料对水的吸附量高于ZIF-67/PVA材料;水在两种杂化材料中的扩散系数大于乙酸乙酯,且由于ZSM-5/PVA材料具有更大的FFV,小分子在ZSM-5/PVA中的扩散系数远大于在ZIF-67/PVA中的扩散系数.本研究为PVA材料改性及传质分离提供了理论指导.

    分子模拟ZSM-5ZIF-67PVA杂化膜吸附扩散渗透汽化

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    微反应器内牛顿/非牛顿流体液-液两相流流动和传质研究

    张德旺赵乾坤郭笑妮尧超群...
    4162-4169,封4页
    查看更多>>摘要：利用传质在线表征技术研究了微通道内聚丙烯酰胺(PAAm)溶液为分散相的牛顿/非牛顿流体液-液两相流传质过程.首先探讨了两相流型,发现了一种独特的串状弹状流,并考察了 PAAm浓度对弹状流、串状弹状流和环状流流型分布的影响.研究发现,牛顿流体和非牛顿流体液滴内的传质均受对流和扩散共同主导,但非牛顿流体的剪切变稀特性使液滴内的涡流和浓度分布发生显著改变.弹状液滴内的对流传质与流速、液滴长度和毛细管数相关.基于渗透理论,提出关联流量比和毛细管数的无量纲项以量化对流的影响,很好地预测了弹状流传质系数.

    多相流传质非牛顿流体过程强化微流控

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    污染对单气泡运动与传质特性的影响

    朱永康刘勰民张锋侯文华...
    4170-4177页
    查看更多>>摘要：通常认为,减小气泡尺寸是提高气液鼓泡体系传质效率的有效方法.然而研究表明小气泡可能受体系内污染物的影响更严重,其带来的传质强化效果可能不及预期.实验研究了 CO2单气泡在含污染物水溶液中的上升吸收过程,考察了污染物浓度和气泡初始尺寸对单气泡运动和传质特性的影响.结果表明,污染物浓度的上升会降低气泡运动速度与传质效率,但这些影响存在上限;气泡初始尺寸同样影响传质效果,一定污染条件下,较大气泡在较高的上升高度内更具优势.由此,可根据液体的污染性质和反应器结构参数,依据最佳能效原则,选择合适的气泡尺度.

    单气泡吸收传质表面活性剂运动特性

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    微通道内环状流薄液膜厚度及波动实验研究

    阮达侯静静薄紫一张帅帅...
    4178-4187页
    查看更多>>摘要：微通道中环状流广泛应用于精细化学品合成等领域,而环状流中薄液膜的流动形态及厚度对反应过程的热质传递影响显著,因此实验利用激光诱导荧光法对薄液膜厚度进行精准在线测量.结果表明,随气相剪切力增大,液膜厚度降低,波动形态由低频高振幅波转变为高频低振幅波.二氯甲烷液相流量为3ml/min、含气率为0.7时波动频率最高可达260 Hz.在相同含气率下,液膜形态由流体黏度和表面张力决定,液膜厚度随流体黏度增大而增大,液膜波动频率随表面张力增大而减小.通过薄液膜在微通道内受力分析,构建了不同流体的薄液膜厚度的预测模型,预测值与实验值偏差±15％.本研究明晰了微通道内不同物性液体及气速对液膜波动及厚度的影响,为薄液膜强化热质传递提供理论指导.

    微流体学两相流薄液膜波动激光诱导荧光法含气率

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    嵌入式筛孔微通道内液滴生成规律研究

    唐文娜刘宏臣米晓天秋列维...
    4188-4195页
    查看更多>>摘要：设计了一种具有嵌入式结构的筛孔微通道并研究了水-硅油体系的液滴生成过程.在不同的两相流量下观测到滴出流与喷射流两种流型,并考察了两相流量、界面张力对活化孔数量分布和液滴尺寸的影响.结果表明,随着分散相或连续相的毛细数Ca增加,筛孔活化数量增加;对于液滴尺寸,随着连续相流量的增加和界面张力的降低,液滴尺寸降低,而随着分散相流量的增加,液滴尺寸呈现波浪式增加.基于实验结果,建立了液滴尺寸预测模型,预测值与实验值吻合较好.此外,还考察了添加微孔膜阻件对活化孔数量分布和液滴尺寸的影响,发现微孔膜阻件能使分散相在更低流量下活化筛孔,生成尺寸更小的液滴.

    微通道两相流微筛孔液滴生成流域

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    楔形歧管微通道流动与沸腾换热

    冀昕宇张芫通杨小平魏进家...
    4196-4204页
    查看更多>>摘要：为实现高热通量电子器件冷却,以HFE-7100作为工作流体,对3种楔形歧管微通道流动沸腾特性进行实验研究,并与常规的矩形歧管微通道进行对比,讨论了不同流量和过冷度条件下两种歧管几何形状和两种表面强化结构对沸腾传热系数、临界热通量和流动压降的影响.结果表明:楔形歧管结构能够促进流型由搅拌流转变为环状流,并提高流体输送效率与蒸汽排放效率,从而在改善换热性能的同时降低流动压降.与微针翅结构相比,采用激光烧蚀的多孔表面提供了一种简单便捷的强化沸腾换热的方法,能够极大地拓展换热表面,提供大量的成核位点,显著提高临界热通量(CHF).将楔形歧管供液结构与多孔微通道相结合,歧管微通道平均两相传热系数提高了 21.6％,临界热通量提高了 30.4％,两相压降降低了 12.7％,实现微通道散热器综合性能的显著提升.

    微通道流动沸腾换热两相流综合性能

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    浮力方向对同轴微通道内液滴同轴度的影响规律

    侯静静阮达薄紫一马学虎...
    4205-4216页
    查看更多>>摘要：液滴基微反应器制备量子点过程中,作为连续相的全氟聚醚油与分散相由于密度差较大,会改变液滴运动行为并影响反应的热质传递.实验利用同轴微通道研究了浮力与流动的相对方向及两相流量对液滴动态行为的影响.结果表明,浮力影响水平液滴内部流场的轴对称性使其在脱落前期同轴度降至0％.通过调控流动与浮力的相对方向,实现液滴在较低的连续相流量(Qc=1.514 ml/min)下同轴度稳定至100％,但在较高Qc(3.666 ml/min)向下液滴的同轴度(96.8％)仅降低了3.2％.调控两相流量,液滴尺寸可控制在537～980μm,基于浮力分别对水平/向上和向下液滴的促进和抑制作用机制,建立液滴尺寸预测模型,偏差约为±10％.实验阐明了微通道内浮力对液滴行为的影响,为液滴基微反应器设计提供指导.

    微通道液滴浮力两相流同轴度

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    基于磁力搅拌的微型CSTR流动特征及微观混合性能

    钟子豪刘塞尔商敏静苏远海...
    4217-4225页
    查看更多>>摘要：微型连续搅拌反应器(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.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CSTR,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,Peclet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0.5～1.0 ms之间.

    微反应器混合停留时间分布微型CSTR微观混合

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    高性能负载型催化填料的制备及其性能研究

    王清莲熊佩芸韩俏飞叶长燊...
    4226-4236,封3页
    查看更多>>摘要：在聚多巴胺辅助二次生长法制备负载型催化填料(SCP)基础上,通过多次晶化及碱处理协同改性,开发了高性能SCP制备方法.研究结果表明,SCP的活性组分层负载量随晶化次数增加而线性增长,但过密的活性组分层结构限制了活性位点的利用.四甲基氢氧化铵(TMAOH)处理通过溶解硅原子形成介孔,提高了外比表面积和扩散效率,增强了 SCP的催化活性和焦炭容纳能力.在优化的改性条件下,即晶化次数为3次、TMAOH溶液浓度为0.05 mol/L、碱处理温度为80℃、碱处理时间为120 min,SCP活性提升3.74倍.尽管SCP在乙酸环己酯合成中活性有所下降,但通过焙烧再生可恢复活性.环己烯高温聚合产生的积炭是活性降低的主要原因.

    催化精馏催化填料反应失活再生

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    填充流化床集成水煤气变换与二氧化碳矿化的模拟分析

    常麒葛蔚
    4237-4253页
    查看更多>>摘要：提出了在填充流化床中以矿物碳酸化(MC)原位封存水煤气变换反应(WGSR)制备H2副产CO2的连续操作新工艺.除了借助WGSR的高温、高压、高湿环境强化MC,吸收剂粉末流化通过WGSR催化剂填充床的连续分离可应对产物层增厚导致的MC吸收速率快速衰减.基于晶粒尺度溶解扩散MC模型和WGSR表观动力学建立了该反应器的一维稳态活塞流模型,以此分析了 750 MW整体气化联合循环(IGCC)装置中应用此新工艺的技术经济性.基于模拟获得的CO2、MC吸收剂粉末转化率及给定能耗、碳税等计算CO2减排费用表明:将MC吸收剂的碳酸化产物作为水泥辅助性凝胶材料(SCM)产生附加值是此技术商业化的前提;考虑CO2、MC吸收剂粉末转化率与研磨能耗,宜采用10 μm左右的MC吸收剂细粉末.

    多相反应器制氢水煤气变换二氧化碳捕集矿化填充流化床活塞流模型整体气化联合循环

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