绿色化工专题

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抗坏血酸改性Mn₃O₄活化过硫酸氢盐降解磺胺甲恶唑

作者：陈婧，宋炳皞，朱雷，陈宏，张杰，姜恒，于翰博，储琨，刘紫丹（长沙理工大学水利与环境工程学院；洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室；湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司；湖南省洞庭湖防洪及水资源保障工程技术研究中心）
关键词：抗坏血酸；Mn₃O₄；过硫酸氢盐；磺胺甲恶唑；催化降解；高级氧化
摘要：采用水热-超声法制备抗坏血酸(AA)改性的Mn₃O₄(AA-MO),并通过XRD、FTIR、SEM、TEM 和XPS 等技术手段表征样品的物理化学性质.将AA-MO 用于活化过硫酸氢盐(PMS)降解磺胺甲恶唑(SMX),结果表明,AA-MO/PMS 体系在2.0～10.0 的pH 值范围内催化效能先升后降,在中性和偏中性环境中具有最佳降解效果.PMS 浓度和催化剂投加量的增大均能有效促进SMX 的降解.稳定性实验显示,在3 次循环使用后AA-MO 相比MO 具有更稳定的催化效能.自由基淬灭结果表明硫酸根自由基(SO₄^•−)在降解反应中起主导作用.AA-MO 与PMS 之间的电子转移反应产生自由基降解SMX,AA 的抗氧化性维持了复合催化剂的高催化性.通过高效液相色谱-串联质谱联用(HPLC-MS/MS)...

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改良MVR蒸发器在煤矿超高矿化度浓水处理中的应用

作者：贺江海，马宝祥，符红军，杨晓中，张文艺（常州大学环境科学与工程学院；江苏远方动力科技有限公司）
关键词：高矿化度矿井水；蒸发结晶；蒸汽机械再压缩技术；能耗分析
摘要：反渗透工艺是目前处理高矿化度矿井水常用的工艺，该工艺浓缩分质后会产生超高矿化度的氯化钠、硫酸钠浓缩盐水。这种浓缩盐水只能蒸发结晶处理后方可排放，传统的蒸发结晶工艺由于能耗非常高限制了其应用。近来年，相对能耗较低的MVR蒸发结晶工艺在国内外得到较多应用。针对煤矿矿井水浓缩的超高矿化度特点，在MVR工艺的基础上对蒸发器进行改良，增设由高温超导材料制成的原液预热器，进一步提高传热效率。改良制造的MVR蒸发器（150 kg/h）应用于陕西小纪汗煤矿超高矿化度浓水的应用试验中，传热面积由2.80 m²提高至4.89 m²，蒸汽消耗量由179.40 kg/h减少到149.85 kg/h，每小时节约30 kg蒸汽，折合标准煤约2.8 kg，节能及碳减排效益显著。

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保温时间对钛合金板翅式换热器真空钎焊过程温度场及残余应力的影响

作者：李悦，王建峰，马龙飞，杜春辉，胡凤娇，占小红（南京航空航天大学；中国机械总院集团北京机电研究所有限公司）
关键词：板翅式换热器；钛合金；真空钎焊；热-固耦合；仿真
摘要：钛合金板翅式换热器成品率较低、残余应力较大，该文针对钛合金板翅结构真空钎焊过程开展热-固耦合建模与仿真研究，阐述了钎焊过程温度均匀性及残余应力分布特征，探明保温时间对钛合金板翅式换热器真空钎焊过程温度场及残余应力的影响机理.结果表明，板翅结构两侧温度较高，中部温度较低，延长保温时间可有效改善板翅结构的温度均匀性.残余应力均主要集中于翅片上表面与隔板背侧中部，在钎缝及夹持点处存在明显的应力集中现象，保温时间越长翅片钎缝的残余应力越小.模拟得到钛合金板翅式换热器真空钎焊中残余应力与试验结果相吻合，相对误差为5.3%，验证了该模型的准确性.

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配合间隙对直线共轭内啮合齿轮泵流场特性的影响

作者：陈鼎，张杨，叶绍干，盛精（厦门理工学院机械与汽车工程学院；厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院）
关键词：直线共轭内啮合齿轮泵；泄漏；流场特性；配合间隙
摘要：直线共轭内啮合齿轮泵是液压系统中的关键组件,因其高效的压力输送特性而广泛应用于工程领域。本文采用计算流体动力学模拟方法对直线共轭内啮合齿轮泵进行研究,分析轴向间隙和径向间隙对齿轮泵泄漏和流场的影响。研究结果表明:配合间隙的变化对齿轮泵的流场特性产生广泛影响,轴向间隙是引发泄漏的主要因素,约占总泄漏量的80%;当轴向间隙由0.03 mm增加到0.07 mm后,输出流量减少20.81%,平均压力下降33.15%,空化产生的气体体积分数增加0.021;而设置相同径向间隙后,输出流量仅下降0.69%,平均压力下降2.76%,空化产生的气体体积分数增加0.005。此外,导致泵内流速变化的主要配合间隙是轴向间隙,适当减小轴向间隙可提升泵内的流体速度,从而提升泵的整体效率。

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双吸式离心泵叶片吸力面泥沙磨损破坏规律与形成机制研究

作者：张映波，赵子龙，钱忠东（武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室）
关键词：双吸式离心泵；叶片吸力面；泥沙磨损；流场观测；数值模拟
摘要：离心泵叶片泥沙磨损是引黄泵站面临的工程难题,采用模型试验及数值模拟相结合的方法,分析了双吸式离心泵叶片出口的磨损破坏规律及其形成机制。采用多层涂层法、丝线法和内窥式成像技术对叶片的磨损特征和近壁面流态进行了分析,并结合数值模拟分析了叶轮流道内的旋涡结构及颗粒轨迹。研究发现:叶片吸力面出口存在左右近似对称的“三角形”磨损破坏区域,该区域存在明显的流动分离;叶轮内的叶道涡和出口回流涡是导致叶片吸力面出口磨损的主要原因。源于叶片压力面进口的叶道涡诱导泥沙颗粒向叶片吸力面出口聚集,造成吸力面出口的集中磨损;叶片吸力面出口附近存在的回流涡诱导颗粒进行轴向旋转运动,加剧叶片吸力面出口的磨损破坏。本研究为双吸式离心泵的抗磨损设计提供了理论支撑。

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煤化工合成气低温分离工艺优化与分析

作者：杨佳原，盛伟，郑海坤，朱鉴宇，李志永（河南理工大学机械与动力工程学院；哈密豫新能源产业研究院）
关键词：煤化工；低温分离；HYSYS模拟；BOX算法；火用效率
摘要：目的以新疆哈密某公司煤化工工艺过程为研究对象,解决煤化工合成气低温分离液化系统高能耗问题。方法通过Aspen HYSYS软件模拟了单级混合制冷剂合成天然气分离液化流程,采用BOX算法,以系统最低能耗为目标函数,冷箱最小换热温差3 ℃为约束条件,优化了混合制冷剂组分配比及混合制冷剂循环一、二级压缩压力。结果在保证LNG和制甲醇原料气产量不变的前提下,优化后冷箱冷热复合曲线更接近且平滑,换热效果更优,系统总能耗降低了16.59%,火用效率由37.96%提升至43.04%,显著提高了能源利用率。结论BOX算法优化混合冷剂配比及压缩压力对降低合成气液化工艺能耗、提高系统火用效率有显著效果,对煤化工合成气低温分离液化工艺的研究具有借鉴意义。

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EHA+二甘醇二甲醚贫水吸收剂在填充塔中捕获低分压CO₂

关键词：填料高度；填料塔；总体积传质系数；填充塔；阶梯环；低分压；传质性能；气液比
摘要：烧杯实验结果表明,在二氧化碳(CO₂)吸收和解吸特性方面,贫水型2-乙基己胺(EHA)+二甘醇二甲醚吸收剂比商用水基乙醇胺(MEA)吸收剂更具优势。验证塔式设施中的CO₂捕获特性对吸收剂的开发至关重要。本研究建立了中试填料塔,以Dg16型聚丙烯阶梯环为填料,测试了EHA+二甘醇二甲醚贫水吸收剂对低分压CO₂的捕集效率和传质性能,并阐明了气液比、CO₂分压和填料高度对捕集性能的影响。结果表明:填料塔内EHA+二甘醇二甲醚贫水吸收剂对CO₂的吸收以液相传质为主;与30%(w)的MEA水溶液相比,无水EHA+二甘醇二甲醚具有更高的CO₂捕获效率和总体积传质系数。

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除草剂乙草胺抑制大鼠肝脏细胞肾上腺素能受体所介导的胞浆钙振荡

作者：刘方圆¹，张彬彬^1,2，崔宗杰¹ （ ¹北京师范大学细胞生物学研究所；²滨州医学院药学院生物技术实验教学中心）
关键词：乙草胺；肾上腺素能受体；钙振荡；肝脏细胞
摘要：田间除草剂乙草胺施用之后非常容易进入地表水和地下水，河流溪水中乙草胺浓度可达纳摩尔水平，从而对水生生物产生长期影响.因职业关系而产生的皮肤暴露和吸入，可导致人血液乙草胺浓度达到微摩尔水平.对乙草胺体内动力学的研究，发现肝脏是乙草胺毒理作用的主要靶器官.已知在肝脏细胞多种生理功能中，钙离子发挥重要作用.本文研究在新鲜分离的大鼠肝脏细胞，乙草胺对肾上腺素能受体所介导胞浆钙振荡的可能影响.实验发现低浓度乙草胺(1、10μmol·L^-1)对苯丙肾上腺素所诱导钙振荡没有影响，但是高浓度(50、100、200μmol·L^-1)乙草胺在有些肝脏细胞可逆性抑制苯丙肾上腺素所诱导的胞浆钙振荡.在苯丙肾上腺素2次串联刺激之间短暂加入乙草胺(1、10、100μmol·L^-1)，乙草胺对肝脏细胞基础钙浓度没有影响，也不影响第2次苯丙肾上腺素刺激所引...

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硫酸锰溶液溶剂萃取分离氟及其循环利用研究

作者：谢渝，张贵清，李青刚，曹佐英，关文娟，巫圣喜，王明玉（中南大学冶金与环境学院）
关键词：高纯硫酸锰；氧化锰；除氟；溶剂萃取；循环冶金
摘要：氟盐沉淀法除钙、镁是制备高纯硫酸锰溶液最普遍的方法,但引入的氟需进一步去除。针对含氟硫酸锰溶液,本文提出溶剂萃取法分离回收氟的新技术,主要包含溶剂萃取分离氟、氧化锰循环反萃氟两个过程。在硫酸锰溶液初始pH 为1.9,有机相组成为60%TBP+40%磺化煤油,相比为2∶1,萃取时间3 min的条件下,经过室温五级逆流萃取,硫酸锰溶液中的氟可以降至35 mg/L以下;在氧化锰添加量为理论量的1.0倍,相比5∶1,反萃时间1 h,反应温度298 K 的最佳反萃条件下,氧化锰循环反萃率可达98.08%以上,反萃过程析出的氟化锰可以返回用于硫酸锰溶液除钙、镁。相较于现有氟反萃工艺,新技术可在深度除氟的同时实现氟的循环利用。

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积雪草酸对葡聚糖硫酸钠诱导的溃疡性结肠炎小鼠肠黏膜屏障的保护作用及机制研究

作者：李阳¹，徐秉忠¹，王加玉²，闫梦丹¹，叶耘峰¹ （ ¹江苏护理职业学院；²淮安市第一人民医院）
关键词：积雪草酸；溃疡性结肠炎；肠黏膜屏障；黏蛋白2；紧密连接蛋白；小鼠
摘要：目的研究积雪草酸对葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的溃疡性结肠炎（UC）小鼠肠黏膜屏障的保护作用及机制。方法将C57BL/6小鼠随机分为空白组、模型组、柳氮磺胺吡啶组(450 mg·kg^-1)及积雪草酸低、高剂量组(3、30 mg·kg^-1)，每组6只。小鼠自由饮用2.5%DSS溶液诱导建立UC模型，采用小鼠体质量变化及疾病活动指数（DAI）评分来评价造模效果。采用苏木素-伊红（HE）、过碘酸雪夫染色（PAS）法观察结肠组织病理变化；ELISA法检测小鼠血浆肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素6（IL-6）、IL-1β水平；RT-qPCR法检测小鼠结肠组织中黏蛋白2（MUC2）、claudin-1、occludin、闭锁小带蛋白1（ZO-1）mRNA表达；Western Blot法检测小鼠结肠组织中MUC2蛋白表达；免疫组化法检测小鼠结肠组织中...