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期刊信息/Journal information
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
正式出版
收录年代

    化工过程多回路PID控制系统模式切换参数自整定

    王建松许锋罗雄麟
    1647-1657页
    查看更多>>摘要：化工过程一般为多变量系统,但其主要控制方案为分散多回路PID常规控制.由于多变量系统内部存在不同程度的耦合作用,各控制回路之间存在相互影响,当其他回路进行手动/自动模式切换时,本回路等效被控对象将会发生突变,导致本回路的原有控制参数不能适应等效被控对象的变化,造成控制性能下降,甚至闭环系统不稳定.为避免这种情况的发生,从整个系统的角度研究控制回路模式切换时的稳定性,采用多变量频域Nyquist阵列设计法.基于对角优势下正Nyquist稳定性判据,从Gershgorin圆边界点的角度定量分析各个控制回路在模式切换前后的稳定性变化程度,从而确定各回路控制器增益的调整方向及程度,实现各回路的控制器参数在控制回路模式切换瞬间的自动整定,尽可能抵消控制回路模式切换对整个系统的扰动,保证整个系统的闭环稳定性.以Shell公司重油分馏塔的多回路PID控制系统为例,将3个PID控制回路依次投用时,根据Gershgorin圆边界点进行控制参数的自整定,闭环系统仍能保持一定的控制性能,否则闭环系统将不稳定.

    过程控制多变量系统多回路控制PID自整定Nyquist阵列设计法

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    集成轻烃回收单元代理模型的氢气网络多目标优化

    张淑君王诗慧张欣吉旭...
    1658-1672页
    查看更多>>摘要：当前炼油企业氢气需求持续增长,导致炼厂成本及生产过程温室气体排放增加,炼油企业通过增设轻烃回收单元对氢气和轻烃组分进行回收利用,能有效缓解这一现状.因此,在氢气网络优化中有必要考虑轻烃回收单元.本研究提出了一种集成轻烃回收单元的氢气网络多目标数学规划模型,对轻烃回收单元采用代理模型建模方法,解决了直接嵌入严格机理模型可能导致的高计算成本问题,以总年度费用最小为优化目标,同时将系统的环境影响也纳入优化目标.实例计算表明,所提出的方法能够有效降低氢气网络的年度费用及温室气体排放,并揭示了集成轻烃回收单元的氢气网络经济性能与环境影响之间的权衡关系,为工业应用提供了一定的理论基础.

    过程系统氢气网络集成数学规划多目标优化设计

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    浸没状态下的低压电润湿行为研究

    常楚鑫徐黎婷殷嘉伦雒先...
    1673-1682页
    查看更多>>摘要：对表面活性剂溶液中的浸没气泡/油滴在低压电场作用下的电润湿行为进行了实验研究.分析了活性剂对低压电润湿特性的影响,探讨了电场作用下浸没气泡/油滴形态的演变规律.实验结果表明,通过添加十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)或十二烷基硫酸钠(SDS)活性剂,浸没气泡可在低压电场(0～-6 V)作用下实现接触角减小与气泡滑移,并且增加活性剂浓度可以降低气泡滑移所需的电压.在0.05～0.10临界胶束浓度(CMC)范围内,DTAB溶液中的浸没油滴呈现较好的电润湿特性,银表面在-3 V电压时即可实现水下超疏油特性(接触角θ<30°).在电润湿过程中,气泡/油滴的接触角和接触直径随时间逐渐减小,并呈现"慢-快-慢"变化形式.此外,浸没油滴形态也受到离子活性剂在界面吸附带电引起的静电力的影响.

    电润湿表面活性剂接触角浸没气泡

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    考虑表面粗糙度的柔性箔柱面气膜密封紊流特性分析

    王学良刘美红熊忠汾李鑫...
    1683-1694页
    查看更多>>摘要：柔性箔柱面气膜密封是一种可适应氢气压缩机高速转子大变形的密封结构新形式,该密封结合了气膜楔形动压和箔片柔性来实现高性能密封,但是目前高速环境下紊流与表面形貌的相互关联机制对柔性箔柱面气膜密封性能的影响规律缺失,因此本文以表面粗糙度为主要考量因素进行周期性分析计算,并设计了不同表面粗糙度变化对高转速柔性箔密封性能启停循环实验的影响.研究结果表明,当表面形貌不规则度越高,中性面产生的压力波动越大;泄漏率和气浮力随着表面粗糙度的增加而增加,动态特性系数气浮刚度则呈下降趋势,因而气膜稳定性降低;循环周期实验下,气膜密封存在迟滞现象,表面形貌的不规则越高,密封迟滞能越大,另外,受弹性元件、系统摩擦与转速瞬态变化的影响,柔性箔柱面气膜密封会出现反迟滞现象.

    柔性箔柱面气膜密封表面粗糙度密封迟滞紊流特性循环周期实验

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    基于Cu/TiO2/C-Wood复合材料的聚光太阳能驱动自漂浮高效海水汽化催化分解制氢体系

    马荣孙杰李东辉魏进家...
    1695-1703,1409页
    查看更多>>摘要：利用储量丰富且易获得的太阳能和海水资源为人类提供可持续的清洁能源是一项具有深远影响的探索.在本工作中,设计合成了一种自漂浮复合材料(Cu/TiO2/C-Wood),该材料具有高效的毛细输液、全光谱太阳能光热转化及光-热协同催化能力,可通过快速的界面相转移过程实现太阳能驱动海水汽化与水蒸气催化分解制氢的一步协同增效反应.其中,具有大量微通道和极轻质量的碳化木(C-Wood)作为漂浮载体,通过毛细作用将液态水快速输送至局部升温的C-Wood表面,借助高效光热转化过程使海水汽化脱盐,同时负载等离子金属Cu的TiO2纳米粒子作为催化活性组分触发水蒸气光-热协同催化分解制氢反应,从而实现太阳能驱动高效海水汽化催化分解制氢.实验结果表明:该复合材料在15 kW·m-2的光照条件下,产氢速率达到179μmol·h-1·cm-2(35.8 mmol·h-1·g-1),且在循环利用5次后产氢速率仍基本保持不变.更重要的是,通过聚光太阳能和自漂浮毛细输液条件的共同作用,可以获得海水中主要成分氯化钠对产氢性能的显著促进,从而打破了海水制氢技术一直以来面临的氯离子副作用瓶颈问题,证实了聚光太阳能驱动自漂浮高效光热协同催化体系在规模化、绿色、可持续太阳能海水制氢中的应用潜力.

    聚光太阳能自漂浮汽化光-热协同催化海水制氢

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    基于COSMO-RS方法筛选离子液体用于焦油脱除

    姜焱龙张妮李淡然朱冰冰...
    1704-1713页
    查看更多>>摘要：焦油的脱除是生物质气化规模化应用的难题.离子液体具有饱和蒸气压低、分子结构可设计等优势,在催化和吸收领域有广泛的应用前景,但在脱除焦油方面鲜有探索.以改进的COSMO-RS方法为基础,借助COSMOtherm软件推算离子液体对苯、甲苯、苯酚和萘等焦油模拟物的无限稀释活度系数.并进一步通过偏摩尔过量焓验证以上筛选结果.结果表明,优选的两取代基咪唑类离子液体对四种焦油模拟物的无限稀释活度系数值主要分布在0.4～1之间,预计具有良好的吸收性能.当阴离子相同时,两取代基咪唑阳离子随着R1位置烷基侧链的增长吸收性能变好,其中[C8MIM][NTf2]表现出了较佳性能,吸收苯、甲苯和萘的γ∞分别为0.95、1.24和1.36,但此时离子液体黏度较大;对于苯酚体系,[BF4]-阴离子性能较佳.

    离子液体焦油吸收活度系数COSMO-RS

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    绿氢重构的粉煤气化煤制甲醇近零碳排放工艺研究

    孟文亮李贵贤周怀荣李婧玮...
    1714-1723页
    查看更多>>摘要：在"碳达峰、碳中和"的背景下,传统煤制甲醇工艺存在CO2排放强度大、能耗高等问题成为制约煤制甲醇工艺发展的瓶颈问题.本研究基于外源性的绿氢,重构粉煤气化煤制甲醇工艺,省掉了空分单元、变换单元,开发了短流程低温甲醇洗单元,提出了粉煤气化集成绿氢的近零碳排放煤制甲醇新工艺.从碳元素利用率、CO2排放、成本分析等角度对新工艺进行了评价.结果表明,与传统煤制甲醇工艺相比,新工艺碳元素利用率从41.50％提高到95.77％,CO2直接排放量由1.939降低至0.035 t·(t MeOH)-1,通过分析H2价格与碳税对产品成本的影响发现,当氢气价格和碳税分别为10.36 CNY·(kg H2)-1和223.3 CNY·(t CO2)-1时,两种工艺的产品成本相当.新工艺不仅减少了煤制甲醇过程碳排放,而且可以提高可再生能源就地消纳能力,具有良好的应用前景.

    煤制甲醇绿氢二氧化碳过程集成过程系统优化设计

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    氧化钙对油基钻屑热脱附产物影响的研究

    许世佩王超李庆远张炳康...
    1724-1731页
    查看更多>>摘要：针对油基钻屑热脱附过程中能耗高、气味刺鼻和油气品质较低等问题,选用氧化钙(CaO)作为添加剂对油基钻屑热解过程调控,考察了不同CaO添加量和温度对反应工况、产物分布及性质的影响.研究结果表明:(1)随着CaO添加量的上升,油收率上升,水和气收率下降,固相收率先升后降.(2)随着热脱附温度的升高,热脱附固体残渣收率逐渐降低,热脱附油、水、气的收率都有不同程度的上升.(3)添加CaO后,所有温度下,均存在热脱附后油收率有明显的上升,而油气收率明显下降现象.(4)CaO的添加提升了油收率和油中脂肪烃的饱和度,降低了油中硫元素的含量,提升了回收油的附加经济值,降低了水和气收率,尤其是CO2和H2S的产率.引用CaO作为添加剂降低了热脱附工艺对操作环境的大气污染,以及后续流程的脱硫负担,降低了水分蒸发导致的高能耗,为油品与不凝气的再利用创造了有利条件.

    固定床油基钻屑脱附废物处理回收环境

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    臭氧低温氧化烟气脱硝过程中的氮平衡试验研究

    张逸伟唐海荣何勇朱燕群...
    1732-1742页
    查看更多>>摘要：臭氧氧化污染物协同脱除技术利用臭氧的强氧化性,将烟气中溶解度较低的NOx、Hg、VOCs等多种污染物氧化为高价态或易溶解的形式,并结合尾部湿法喷淋系统实现污染物的同时脱除.由于其具有温度窗口低、脱硝效率高、反应速率快及改造难度小等优点,在工业锅炉、窑炉及非电行业得到广泛应用.但是在此过程中的污染物实际转化路径,尤其是氮氧化物的输入/输出平衡,目前还未有详细的验证试验支撑.因此本文针对典型臭氧氧化脱硝过程,对污染物脱除过程中的氮氧化物输入/输出平衡及氮元素流向进行了分析试验.试验结果表明,气相输入的NO经过臭氧氧化耦合湿法喷淋后逐渐转化为液相中硝酸根和亚硝酸根离子.在不同O3/NO摩尔比下,气相氮元素的减少量均以液相中硝酸根及亚硝酸根的增加量存在,不存在其他含氮形式.同时,吸收浆液中硝酸盐及亚硝酸盐的转化率也与烟气中NOx脱除率相匹配.在NO/SO2同时氧化条件下,调节O3/NO摩尔比,结合湿法喷淋系统可以实现NOx/SO2的协同高效脱除,同时系统满足氮元素输入/输出平衡,为臭氧氧化污染物协同脱除技术的工程应用推广提供了依据.

    臭氧氧化氮平衡污染喷淋吸收氮氧化物反应

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    铈掺杂强化碳纳米管活化过一硫酸盐实验研究

    韩雪高生旺王国英夏训峰...
    1743-1753页
    查看更多>>摘要：采用浸渍-煅烧法制备了高效稳定的CeO2/CNT复合材料.利用X射线衍射、X射线光电子能谱和Raman光谱等手段对材料结构进行表征,并研究了复合材料活化过一硫酸盐(PMS)对磺胺异唑的降解性能.结果表明,在材料投加量为75 mg·L-1、PMS投加量为0.3 mmol·L-1、初始pH为5.36时,30 min降解率可达90％以上,50 min内可完全去除,反应过程符合伪一级反应动力学模型,活化剂使用5次后仍有77％的去除率.电子顺磁共振实验表明,SO4‧−、‧OH和1O2均参与了反应,碳纳米管表面缺陷可能与1O2的形成有关.CeO2的掺杂提高了碳纳米管中缺陷碳的含量,同时Ce3+/Ce4+为反应提供了更多活性位点,从而有效提升了碳纳米管活化PMS的性能,为铈基碳纳米管复合材料应用于过硫酸盐高级氧化技术提供了借鉴.

    CeO2碳纳米管复合材料活化过一硫酸盐磺胺唑降解

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