国家重点基础研究发展计划(2012CB720301)
- 作品数：10 被引量：73H指数：6
- 相关作者：程易颜彬航程炎李天阳金涌更多>>
- 相关机构：清华大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：化学工程石油与天然气工程水利工程轻工技术与工程更多>>
- 等离子体多相反应器基础研究和过程强化被引量：7
- 2013年
- 等离子体是物质第四态,其中大量高能活性粒子的存在,使得等离子体强化的化学反应过程展示出特殊外场作用下的非常规行为。一方面,等离子体提供的高活性环境,可以从原子/分子尺度大大强化化学反应过程,特别是实现非常规条件下的反应;另一方面,等离子体的特有性质,在介观尺度改变了相间接触行为,形成区别于常规多相流的独特的流体力学、传递和反应特性。本文概述了将低温等离子体的理化特性与多相反应过程集成,所形成的相关基础研究和低温等离子体反应器的工业发展,包括热等离子体煤制乙炔,冷等离子体气固催化、氯化聚氯乙烯合成以及气液等离子体反应过程。
- 颜彬航卢巍冯雪兰杨千里程易
- 关键词：多相反应器等离子体
- 高频热等离子体热解水氯镁石沉积氧化镁薄膜被引量：6
- 2014年
- 我国盐湖资源丰富，其中位于青海的察尔汗盐湖是我国最大的钾肥生产基地。然而在钾肥生产过程中副产的大量水氯镁石（MgCl2·6H2O）目前尚得不到有效的利用，“镁害”已经成为盐湖卤水提钾后的首要问题。本文提出以高频热等离子体为高温热源，强化水氯镁石的热解过程，同时将热解产物沉积得到高附加值的MgO薄膜。研究结果表明，该工艺热解效率高，热解得到高纯的MgO薄膜，沉积效率可达到3.2μm·min-1，薄膜颗粒粒径处于10～60 nm之间，具有良好的光致发光性能；同时沉积工艺过程简单，适合大规模连续化生产。
- 张海宝曹腾飞程易
- 关键词：水氯镁石热解热等离子体
- 热等离子体超高温化学转化的过程研发和应用进展被引量：8
- 2016年
- 概述了热等离子体超高温化学转化的原理、研发和应用进展。热等离子体可提供超高温反应条件,以及具有可调控的氧化、还原或惰性的气体氛围的优点,因而是一种独特的化工外场强化手段,可为劣质化石化原料以及一些工业中间产物及废弃物的清洁、高效转化提供新的技术方式,也成为现代反应工程的重要前沿领域之一。同时,热等离子体化学转化过程反应条件苛刻,是传递和反应强耦合的复杂过程,如何将热等离子独特的反应性质与物质转化需求合理结合,实现过程的清洁、高效、可控,并保证过程的经济性,是科研探索和工业实践中必须面对的问题。本文以典型热等离子体化学转化过程展开讨论,包括等离子体法乙炔、固废物处理、纳米材料制备等,展望了热等离子体技术在能源、化工、环境、材料等领域独特的发展前景。
- 程炎李天阳金涌程易
- 关键词：热等离子体超高温乙炔纳米材料
- 煤/煤焦油/沥青质的热等离子体裂解特性比较分析被引量：5
- 2015年
- 针对化石资源劣质化和大宗低价值化工中间产品的反应工程新问题,提出利用热等离子体超高温特性实现极端条件下难利用原料的高效清洁转化,重点探讨并比较了煤化工中的原煤、煤焦油和石油化工中的沥青质的热等离子体裂解特性。通过热等离子体裂解实验室小试装置考察了3种典型原料的裂解行为,结果表明,煤焦油和沥青质具有高于煤的转化率和乙炔收率;建立了基于热力学的热等离子体裂解反应过程的能量平衡分析方法,模拟计算了不同操作条件下各原料在兆瓦级中试装置上的裂解结果,给出了相同等离子体能量注入的条件下不同原料裂解过程的物流和能流关系;并进一步模拟分析了原料间混合裂解的混料配比对裂解气的影响,为热等离子体裂解过程的工业原料筛选和原料混合裂解提供了科学依据。
- 程炎颜彬航李天阳金涌程易
- 关键词：多相反应器热等离子体碳氢化合物乙炔
- 氢氩等离子体热解煤焦油制乙炔结焦机理分析
- 2015年
- 氢氩等离子体热解煤焦油在反应过程中产生的结焦物,主要是由气态碳气相沉积和煤焦油缩聚反应产生的。分析表明,结焦物在不同的操作条件下性质具有较大差异,结焦物中的各元素含量和平均粒径也会随着反应条件的变化而出现差异,碳纳米纤维状的结焦物主要在低氢气浓度和低输入比焓条件下产生;片状和球状结焦物主要在高氢气浓度和高输入比焓下产生;结焦物的石墨化程度随着反应气氛中氢气浓度增加而减弱。煤焦油反应过程中的转化程度越高结焦越严重,控制反应温度和提高气相反应中的氢浓度越可以控制反应过程中的结焦。
- 李轩程炎韩建涛郭屹颜彬航程易
- 关键词：热解热等离子体乙炔
- 沥青质热等离子体裂解热力学的分析被引量：3
- 2015年
- 针对重油溶剂脱沥青过程中产生的大量沥青质,提出利用热等离子体超高温的极端反应条件,实现沥青质高效处理的热化学转化方案。采用热力学分析的方法,分析额外加入氢气、清焦气体(水蒸气或二氧化碳)和共裂解烃类(甲烷、乙烷、丙烷)对于沥青质热等离子体裂解制乙炔过程气相体系的影响。分析结果表明,在2 MW热等离子体裂解中试装置上,沥青质的最优处理量约为407 kg/h,并可获得约210 kg/h的乙炔;额外加入氢气和清焦气体不利于生成乙炔,额外加入的氢气量应低于15 kg/h;清焦气体的加入量应低于50 kg/h;加入共裂解烃类,可显著提高裂解气中乙炔的含量。裂解气温度的提高、气相有效碳氢质量比的增大和惰性因子的减小是提高裂解气中乙炔含量的有效手段。
- 程炎李天阳颜彬航程易
- 关键词：沥青质热等离子体乙炔热力学分析
- 热等离子体煤制乙炔裂解气烃类循环过程分析被引量：6
- 2015年
- 针对等离子体煤裂解制乙炔过程,提出了将过程裂解气中副产的烃类分离,循环输入等离子体反应器的新型工艺流程。基于新疆天业2 MW示范平台装置的典型运行参数,采用热力学分析手段,理论上分析了该工艺流程对于体系乙炔产量、单位质量乙炔煤耗和裂解电耗等的影响。结果表明,裂解气烃类循环可以有效提高裂解气中乙炔浓度和产率,同时减少煤粉输送气等流程气体的使用。典型操作条件下,采用裂解气烃类循环工艺可以增加35.6%的乙炔收率和13.4%的氢气收率,降低30%的单位乙炔煤耗和裂解电耗,是高效可行的优化方案。
- 程炎颜彬航李天阳程易
- 关键词：多相反应器煤热解等离子体碳氢化合物
- 化学反应工程的前世、今生与未来被引量：44
- 2013年
- 回顾了化学反应工程学科和相关工业重要贡献的发展历史,提出以'物质的传递与转化'、'能量的传递与转化'和'信息的传递与转化'所组成的'三传三转'作为化学工程学科范式的新解读模式;强调了多尺度研究对于理解反应工程复杂问题的重要意义,计算技术的发展大大促进了反应工程理论的进步;从学科交叉和化工前沿角度探讨了反应工程新的发展方向,尤其展望了大型化煤化工、大规模天然气(页岩气)利用等将为中国的反应工程发展带来更为优越的国际领先契机,也是未来反应工程的任务和挑战。
- 金涌程易颜彬航
- 关键词：化学反应工程范式
- Thermodynamic Analysis of the Gasification of Municipal Solid Waste被引量：1
- 2017年
- Pengcheng XuYong JinYi Cheng
- 热等离子体热解煤焦油制乙炔被引量：8
- 2014年
- 利用热等离子高温、高焓等特性热解煤焦油制乙炔是一条清洁高效的乙炔生产技术。在实验室对热等离子体热解煤焦油反应中的原料进样温度、反应气氛、输入比焓等关键因素展开了研究。结果表明,热等离子体可将煤焦油直接转化为乙炔及其他小分子气态产品,预热煤焦油可改善其流动性从而提高煤焦油和等离子体射流的初始混合效率;氢等离子体的加入可显著提高煤焦油转化率和乙炔收率并减少结焦;随着输入比焓的增加,煤焦油转化率、乙炔收率和气态产品总收率均得到提高。在实验中得到的煤焦油转化率最高为86.3%,乙炔收率最高为24.6%,气态产品总收率最高为51.7%。煤焦油在热等离子体的热解过程中副产乙烯,乙烯收率达到7.9%。乙炔收率和乙烯收率的比值可用于预测气相体系温度。
- 李轩韩建涛吴昌宁郭屹颜彬航程易
- 关键词：热解煤焦油热等离子体化学反应器
