热力学平衡

摘要： 为降低电渣钢锭中的总w_(O),建立了预测界面传质速率的同步反应热-动力学模型,对电渣重熔过程的氧传递行为与电磁-流动-传热-传质进行耦合分析,并提出钢液中w_(O)的控制方法.结果表明,随重熔过程的进行,熔渣中w_(FeO)和钢液中w_(O)均升高,呈现重熔前期“脱氧”、后期“增氧”的现象,渣池-电极端部和渣池-金属熔滴界面是w_(O)升高的主要位置.当电流为1200~1800 A时,熔炼相同长度电极时的钢液中w_(O)从82.4×10^(-6)降低到70.6×10^(-6);采用惰性气体保护,使钢液中w_(O)从78.7×10^(-6)降低到15.3×10^(-6);使用70%CaF_(2)+30%Al_(2)O_(3)渣系控制钢液中w_(O)的效果最佳,低w_(Al_(2)O_(3))的渣系有利于降低钢液中w_(O).

摘要： 采用热力学平衡实验,结合SEM⁃EDS等检测方法,确定了空气气氛条件下CaO-Al_(2)O_(3)-CeO_(2)渣系在1500°C的相平衡关系,并绘制出该渣系的等温相图.在空气气氛条件下,CaO-Al_(2)O_(3)-CeO_(2)渣系在1500°C时存在着三种三相平衡(CA+CA2+CeO_(2),L+CaO+CeO_(2),L+CA+CeO_(2))和两种两相平衡(L+CeO_(2),L+CaO),根据各平衡相关系划分了相应相区,且CeO_(2)在该渣系中的最大溶解度为28%(质量分数).

摘要： 湿法炼锌废电解液在冷冻结晶除镁时会生成大量由ZnSO_(4)·7H_(2)O和MgSO_(4)·7H_(2)O组成的结晶产物,采用中和水解法实现该结晶产物中锌、镁的分离。根据配位化学热力学平衡原理,绘制了298 K时Zn^(2+)-Mg^(2+)-H_(2)O系热力学平衡图。结果表明:在pH值为6.0~12.0时,锌离子优先沉淀析出,pH值为8.0时,溶液中残余锌浓度小于1.0×10^(-5) mol/L,且以Zn^(2+)和ZnOH+的形式存在;在温度60°C、pH值为7.0、反应时间80 min的最优条件下,锌沉淀率达到100%,镁不沉淀;沉锌产物成分ZnSO_(4)·3Zn(OH)_(2)·5H_(2)O和CaSO_(4)·2H_(2)O,经稀硫酸浸出可获得硫酸锌溶液和纯净石膏产品。

摘要： 以CoCl2和4种工业常用沉淀剂NaHCO_(3)、Na_(2)CO_(3)、NH_(4)HCO_(3)和(NH_(4))_(2)CO_(3)为原料,湿法制备碱式碳酸钴粉末,用激光粒度仪、扫描电镜、X射线衍射仪、振实密度仪等,研究溶液pH值和NH_(3)浓度对碱式碳酸钴粉末粒径、微观形貌和晶体结构与密度的影响,并进行Co(Ⅱ)-NH_(3)-CO_(3)^(2)--H_(2)O体系热力学分析。结果表明:溶液pH值和NH_(3)浓度可对钴离子的络合、沉淀行为产生影响。基于络合沉淀过程,用NH_(4)HCO_(3)和(NH_(4))_(2)CO_(3)沉淀剂制备的碱式碳酸钴粉末振实密度较高。基于同时平衡和质量守恒原理,绘制不同溶液组成下lg[Co]_(total)对pH的热力学图,进一步研究溶液pH值对沉淀过程的影响。结果表明,pH为6~8时,钴离子的沉淀率均达到90%以上。在Na_(2)CO_(3)和NaHCO_(3)为沉淀剂的反应体系中,瞬态下游离Co^(2+)占主导地位,接触沉淀剂后快速沉淀,形成松散的絮凝碱式碳酸钴粉末;而在(NH_(4))_(2)CO_(3)和NH_(4)HCO_(3)两种沉淀剂体系中,Co^(2+)与氨配位,Co^(2+)的沉淀过程伴随着从多配位Co(NH_(3))n ^(2+)(n=1,2,…,6)中释放Co^(2+)而缓慢进行,从而形成致密的碱式碳酸钴粉末。

摘要： 地浸采铀数值模拟是研究场地尺度下铀浸出迁移的重要手段。为准确模拟浸出铀的时空演化,以一组四注一抽现场地浸采铀试验单元为例,探讨模型中水岩反应设置为热力学平衡和反应动力学对模拟结果的影响。结果表明:1)抽液井处浸出铀的试验结果与反应动力学模型的模拟结果接近,与热力学平衡模型的模拟结果相差较大,因此反应动力学模型相比热力学平衡模型更能反映浸出铀的开采过程;2)同一时间内,热力学平衡模型相比反应动力学模型模拟得出的溶浸面积更大,溶浸铀矿物量更多,铀矿物完全浸出所需时间更短;3)热力学平衡模型预测的铀矿物开采程度及浸出铀浓度偏高,开采所需时间偏短,导致高估铀矿物浸出率和低估开采时间。因此,在地浸采铀数值模拟中,反应动力学相比热力学平衡优化了水岩反应的反应速率表达,使模拟更贴近实际。

摘要： 揭示特定工况下有害元素的迁移规律、转化机理及影响因素,对建立气化过程中有害元素污染过程控制方法,实现煤炭的清洁转化具有重要的理论指导意义。煤中矿物质是有害元素赋存的主要载体,在加压气化过程中矿物的转化会直接影响有害元素的迁移。研究针对典型褐煤,在自制固定床加压气化实验考察了特定气化条件下煤中矿物质转变对有害元素F,Hg,As,Se,Cd,Pb,U和Be演化行为的影响。结合FactSage热力学模拟,解析了气化过程灰渣中有害元素的演变规律。结果表明,有害元素在原煤中主要与矿物质结合,并在气化过程呈3种不同形式的迁移行为。有害元素As易于富集在直径略小于10μm的细颗粒矿物质中;F倾向于与碱性元素结合,并可能被吸附于层状矿物质中;Pb与黄铁矿伴存。经加压气化后,F,Hg,Se和Cd,尤其是F和Hg,相对富集系数RE<1,呈耗散趋势。As的RE随气化温度升高显著增大,由耗散转变为富集;而Pb则相反。U和Be在灰渣中富集,RE始终大于1。在矿物转化过程中,黄铁矿分解促进亲硫性有害元素Hg,As,Se,Cd和Pb的析出;高岭石等黏土矿物的转化有利于F的挥发。温度高于800°C后,白云母、钙基矿物质的分解进一步影响As,Pb,U和Be的迁移。热力学模拟表明,As,U,Be倾向于以砷酸盐、砷化镁、氧化铀和铝酸铍形式富集在气化灰渣中,在灰渣的堆放及无害化处理过程中需给予关注。

摘要： 丙烯是化工行业重要的基础原料之一。在众多生产丙烯的工艺中,丙烷无氧脱氢(PDH)以丙烯选择性高、技术成熟度高、投资成本低的特点,成为目前最具竞争力的丙烯生产工艺^(1,2)。但商业化的Pt基和Cr基催化剂因其成本高昂、环境污染和丙烷转化率受热力学平衡限制等因素而影响了其应用和发展^(3,4)。因此,开发新型、可替代的脱氢工艺及与之配套的催化剂体系具有重要的科学研究和工业应用价值。

摘要： 热力学平衡、过程推动力是化工原理课程中的两个核心概念,对于理解传递过程非常重要.文章围绕这两个概念,基于单元操作的特性与物理定律,建立相应的平衡线方程,从理论上明确传递的极限(终点);进一步依据传递方程的基本表达武,用图示法对传递过程的推动力进行具体描述,强调推动力在传递动力学中的核心作用,从工程实际角度加深学生对化工传递过程的理解.

摘要： 基于化学反应计算分析软件Chemkin,利用最小吉布斯自由能最小法,分析乙醇部分氧化重整制氢反应热力学平衡时的组成,以及在温度500～2000 K、压力50～400 kPa、氧醇物质的量比0～2.0条件下计算平衡组成的变化规律.计算结果表明,平衡组成受温度和氧醇比的影响较为显著.在温度1100 K、压力120 kPa、氧醇比0.60的最优操作条件下能得到较好的重整效果.

摘要： 结合量子化学计算综合分析了蒽醌、2-烷基蒽醌及其氢化产物分子的几何构型和电子结构,重点解析蒽醌及其衍生物分子于凝聚态体系原子的振动频率及各振动频率对热力学性质(熵和焓)的贡献,以此研究了不同烷基取代基对蒽醌分子在两步电子转移加氢过程中的加氢活性以及热力学平衡的影响.结果表明:蒽醌母体经2-乙基、2-叔丁基、2-叔戊基分别取代后,烷基蒽醌的氢化反应热明显增大,相同温度条件下2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-戊基蒽醌的氢化反应热分别为-56.29、-62.7、-63.5 kJ·mol-1;328.15 K加氢温度条件下,蒽醌母体可完全转化为氢蒽醌,平衡转化率为100％,然而相同温度条件下2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-叔戊基蒽醌的平衡转化率依次降低,分别为83.06％、60.58％、58.18％.

摘要： 随着对环境要求的提高,我国将逐步执行汽油国四标准,部分大中城市已执行国五标准.这对汽油中的硫含量提出了更高的要求,加氢脱硫过程带来汽油辛烷值大幅度下降.因此,市场对高辛烷值的油品添加剂需求旺盛,MTBE是其中最重要的一种.作为其原料,异丁烯目前处于供不应求的状态.同时,我国炼化装置每年副产大量的C4,其中异丁烷含量高达30％以上,总量超过300万吨.过去多以液化气的形式流入民用燃料市场,然而近年来,在民用领域天然气逐步取代了液化气,造成了我国异丁烷资源的过剩,如何为这部分资源寻找出口成为炼化企业的一大难题.开发异丁烷脱氢制异丁烯技术,不仅解决了相关资源的利用问题,也拓展了异丁烯的源头,对提升石油化工相关企业的竞争力有重要的现实意义.本文通过添加Oz或CO:等氧化性物质，使该反应转化为放热反应，不再受到热力学平衡的限制，反应能在较低温度下进行，克服了催化脱氢反应的能耗和催化剂积炭问题。但由于异丁烷氧化脱氢反应中深度氧化严重，反应的选择性较低，异丁烯的收率一般在20%以下，依然处于实验室研究阶段。而膜催化反应将分离和反应结合在一起，给化学工业带来了新的契机。在异丁烷脱氢反应中，它借助反应产物之一的氢气选择性地通过膜从反应体系中除去，避开了热力学平衡的限制，并且抑制了氢解和异构化等副反应，大幅度地提高转化率和选择性，改善反应的工艺条件。

摘要： 本文利用磁控溅射设备制备在Si 基Ge 纳米点的系列实验，在非完全的近似热力学平衡条件下，利用AFM和Raman 光谱研究系统温度与Ge 原子迁移行为的关系。实验通过对低温下生长的非晶Ge 薄膜在不同温度退火的方式，研究了一定温度条件下Ge 原子迁移。研究结果表明：在非完全的近似热力学平衡状态下的系统中，能量的增加，会使原子获得高于激活能的能量，使其离开相对稳定的束缚状态，在表面迁移，形成纳米点。这个实验从另一个角度证明，Si 基Ge 纳米点的生长是热力学和动力学因素共同作用的结果。文章所设计的实验也正是热力学和动力学在纳米点制备中良好结合的体现。

摘要： 利用高能球磨的方法制备了成分为Fe-0.93at.%C，Fe-1.77at.%C，Fe-3.27at.%C，Fe-6.19at.%C，Fe-13.34at.%C，Fe-14.21at.%C和Fe-19.40at.%C的铁碳纳米晶材料。进一步采用透射电镜，X 射线衍射，三维原子探针的方法对所制备的铁碳纳米晶材料的微观组织及碳元素在晶界处的偏析进行了系统分析。透射电镜和X射线衍射的结果表明，Fe-0.93at.%C，Fe-1.77at.%C，Fe-3.27at.%C和Fe-6.19at.%C 合金为单相纳米铁素体，Fe-13.34at.%C和Fe-14.21at.%C 合金的微观组织为纳米铁素体和渗碳体，Fe-19.40at.%C 合金为纳米铁素体，渗碳体及非晶体的混合组织；当合金碳含量小于6.19at.%时，铁素体的晶粒度随碳含量的增大而减小，当碳含量大于6.19at.%时，铁素体的晶粒度达到约6nm的最小值。三维原子探针的分析显示碳原子在铁素体的晶界处发生强烈的偏聚。本文进一步基于吉布斯等温吸附热力学理论探讨了碳元素与纳米铁素体晶界的交互作用对铁碳纳米晶形成的影响。在单相纳米铁素体铁碳合金中，当碳元素在铁素体晶界处的偏聚达到饱和时，铁素体的晶界与晶粒出现热力学平衡态，在该热力学平衡态下，碳原子在晶界及晶内的成分为定值，随合金碳含量的增大，体系需要出现更多的晶界容纳碳原子，进而导致晶粒尺寸的减小。当铁素体的晶粒度达到6nm的最小值时，纳米铁素体的晶界无法容纳更多的碳原子，剩余的碳原子将作为渗碳体析出，因此Fe-13.34at.%C和Fe-14.21at.%C 合金的相组成为铁素体和渗碳体。当合金的碳含量达到19.40at.%时，部分渗碳体在球磨引发的大塑性变形作用下发生形变诱发的非晶化，致使该合金的微观组织中同时出现纳米铁素体，渗碳体及非晶体。

摘要： 本文通过计算对G3合金在热力学平衡条件下可能存在的析出相及各析出相中的化学成分进行分析推测，并采用SEM、TEM分析进一步验证了敏化处理后第二相的分布状态、衍变的基本规律，结果表明：物理化学相分析结果与热力学相计算结果基本吻合。在500°C以上， G3 合金中稳定存在的平衡相有σ、M23C6、M6C相。500°C～821°C为σ、M23C6 两相共存，到821°C又有M6C相析出，随着温度升高，M23C6、σ先后消失，到1093°C时所有析出相溶解。

摘要： 本文使用化学吸附仪研究溶胶-凝胶法制备的Fe2O3/Al2O3氧载体与H2的反应机理。首先在化学吸附仪上进行氧载体与H2在不同升温速率下的程序升温还原(TPR)实验，计算氧载体转化率X，并结合热力学平衡计算软件HSC Chemistry辨识不同转化率区间的主导性反应方程式；进而利用热分析动力学的积分法和双外推法研究各部分的反应机理。研究结果表明，在转化率X为0~0.5区间内氧载体与H2的反应可用二级化学反应速率方程来描述，反应机理函数表达式为G(X)=(1-X)-1-1，而在X为0.5~1的区间内的还原反应可用成核-核生长模型来描述，反应机理函数表示为G(X)=[-ln(1-X)]2/5。

摘要： 利用Gibbs 自由能最小化方法对CO2 吸收及自热氧化反应强化生物油水相重整制氢进行了热力学平衡计算，分析了CaO 及O2 加入量对H2、CH4、CO2、固态碳、Ca(OH)2、CaCO3 生成量的影响。计算表明，在500K、2.90MPa，H2 归一化变化量随CaO与模型化合物摩尔比上升而增加且CH4 随之下降；加入O2 可抑制固态碳生成但消耗大量H2；联合自热氧化及CO2 捕捉且保持O2与模型化合物摩尔比为1.0 不变，H2 归一化变化量随CaO与模型化合物摩尔比上升可分别迅速增加至最大值33.33%， 50.00%和60.00%，且固态碳生成量随之下降为0。

摘要： 在流化床反应器上研究了温度和水蒸气对CaO 吸收CO2 特性的影响。发现水蒸气的存在能有效地提高碳酸化阶段CaO的转化率，水蒸气的这种增强作用随反应温度的增加而减弱。没有水蒸气存在条件下，400°C、500°C、600°C时的CaO 转化率分别为9.5%、36.6%和54.7%；当气相中含有10vol%的水蒸气时，相对应的CaO 转化率分别增至为44.9%、57.4%和60.4%。水蒸气含量的增加能进一步提高 CaO 转化率，但程度有限。另外一个重要发现是水蒸气的这种增强作用主要发生在快速反应阶段，即使CaO与CO2 反应进入产物层扩散阶段，水蒸气加入后仍能使反应从产物层扩散阶段恢复至快速反应阶段；而此时的水蒸气分压低于平衡分压，即从热力学平衡角度没有Ca(OH)2 生成，最后对水蒸气提高碳酸化的反应机理进行了分析。

摘要： 文章依据冶金热力学原理,利用测氧探头获得钢液中氧活度数据,通过在稳定生产状态下由实验确定的合金元素与氧活度的经验公式,计算出钢液中合金元素含量,并以此作为炼钢终点组分的判据,实现炼钢工艺过程的在线控制.

摘要： 文章依据冶金热力学原理,利用测氧探头获得钢液中氧活度数据,通过在稳定生产状态下由实验确定的合金元素与氧活度的经验公式,计算出钢液中合金元素含量,并以此作为炼钢终点组分的判据,实现炼钢工艺过程的在线控制.

摘要： 文章依据冶金热力学原理,利用测氧探头获得钢液中氧活度数据,通过在稳定生产状态下由实验确定的合金元素与氧活度的经验公式,计算出钢液中合金元素含量,并以此作为炼钢终点组分的判据,实现炼钢工艺过程的在线控制.

摘要： 一种载气混合物被引导穿过一种组合的热量和质量传递装置(12，14)中的一个流体流动路径(16，18)，该组合的热量和质量传递装置可以在亚大气压下运行。使热量和质量通过以下方式从该载气混合物传递或传递至该载气混合物：与包括呈液体状态的一种可蒸发的组分的一种液体组合物相互作用以便经由蒸发或冷凝来实质性地改变该载气混合物中的可蒸发的组分的含量。该载气混合物的质量流率通过从该流体流动路径中的至少一个中间位置抽提/注入(60，62，64)该载气混合物来改变，和/或该液体组合物的质量流率通过从该流体流动路径中的至少一个中间位置抽提/注入该液体组合物来改变。对该载气混合物或该液体组合物的流进行调节以降低平均局部焓夹点。

摘要： 一种载气混合物被引导穿过一种组合的热量和质量传递装置(12，14)中的一个流体流动路径(16，18)，该组合的热量和质量传递装置可以在亚大气压下运行。使热量和质量通过以下方式从该载气混合物传递或传递至该载气混合物：与包括呈液体状态的一种可蒸发的组分的一种液体组合物相互作用以便经由蒸发或冷凝来实质性地改变该载气混合物中的可蒸发的组分的含量。该载气混合物的质量流率通过从该流体流动路径中的至少一个中间位置抽提/注入(60，62，64)该载气混合物来改变，和/或该液体组合物的质量流率通过从该流体流动路径中的至少一个中间位置抽提/注入该液体组合物来改变。对该载气混合物或该液体组合物的流进行调节以降低平均局部焓夹点。

摘要： 本申请涉及组合的热量和质量交换装置的热力学平衡。载气混合物被引导穿过组合的热量和质量传递装置(12，14)中的流体流动路径(16，18)，该装置可以在亚大气压下运行。使热量和质量通过以下方式从载气混合物传递或传递至载气混合物：与包括呈液体状态的可蒸发的组分的液体组合物相互作用以便经由蒸发或冷凝来实质性地改变载气混合物中的可蒸发的组分的含量。载气混合物的质量流率通过从流体流动路径中的至少一个中间位置抽提/注入(60，62，64)载气混合物来改变，和/或液体组合物的质量流率通过从流体流动路径中的至少一个中间位置抽提/注入液体组合物来改变。对载气混合物或液体组合物的流进行调节以降低平均局部焓夹点。

摘要： 本发明提供了一种利用中药“印迹模板”成分簇印迹动力学与热力学平衡原理确定、表征和评价药效物质的方法，属于中医药、分析化学和药理学及超分子化学结合的交叉技术领域；本发明在“印迹模板”成分簇的指纹图谱“物质单元”划分方法基础上，再建立“物质单元”‑色谱行为‑效应三者间的量‑量、量‑效、构‑构、构‑效、构‑印、印‑效、构‑印‑效等的数学模型与参数测算体系，从而获得其活度、效应、作用系数及其作用方向、强度、表观化学势，经排序确定最宜“物质单元”、药效强弱、色谱学表征方法，阐明中药作用的物质基础、机理、表征及评价方法，破解中医药现代化的国际性难题，潜在庞大市场价值。

摘要： 本发明提供了一种利用动态热力学平衡纯化制备手性多肽型药物的方法，包括以下步骤：S1)将手性多肽型药物粗品用溶剂溶解后，与碱性无机缓冲盐的水溶液混合，放置，得到手性多肽型药物粗品溶液；S2)将所述手性多肽型药物粗品溶液通过反相色谱法纯化，得到手性多肽型药物的精纯溶液。与现有技术相比，本发明利用动态热力学平衡方法对手性多肽型药物粗品溶液进行预处理，使其杂质与药物成分达到特殊的热力学稳定状态，从而形成在常规色谱上即能有限分离的方式，且能够有效控制其他工艺杂质；同时该利用动态热力学平衡方法实现有效分离的方式突破性的实现了常规色谱材料和方法无法达到的分离效果。

摘要： 本发明公开了一种基于热力学平衡的产物分离膜反应器的一体化建模方法。包括反应条件输入流程、组分平衡分离流程和性能输出流程，其皆通过Matlab代码实现并集成。所述的反应条件输入流程确定了操作条件、反应组分及物性模型，并判断是否具有产物分离膜。组分平衡分离流程将膜反应器分为数个微元，基于吉布斯自由能最小的反应组分热力学平衡，分别对反应及分离过程依次计算直至收敛；对于无膜反应器则直接计算反应的热力学平衡。性能输出流程展示了反应器在热力学平衡下的反应组分占比及相关性能，本发明可实现带有产物分离膜的反应器平衡模拟，一体化模型具有高效、快速、通用、易耦合等特点。

摘要： 本发明提供一种基于热力学平衡的岩土体含水率及含水量测试方法，主要包括以下步骤：(1)岩土体温湿度的测试；(2)岩土体孔隙度(裂隙率)的测试；(3)岩土体含水率及含水量的计算。本发明提供的方法借助热力学平衡下液态水和气态水的性质可测试计算岩土体内的含水率及含水量。该方法具有操作简单，测试结果准确，并且能够将土壤和岩石的测试方法相统一的优点，可广泛应用于对各岩土体含水率及含水量的测试，对农业种植、矿山复绿、土地复垦时含水率及含水量的准确测定具有重要意义。

摘要： 本发明提供一种基于热力学平衡的土壤孔隙度测试方法，主要包括以下步骤：(1)土壤温湿度的测试；(2)土壤含水量的测试；(3)土壤孔隙度的计算。本发明提供的方法借助热力学平衡下液态水和气态水的性质可计算土壤孔隙度。该方法具有可在野外进行原位测试，操作简单，测试结果准确，并且应用范围广泛。该技术对农业种植、土壤污染修复、土壤水文计算、土地复垦时土壤孔隙度的准确测定具有重要意义。

摘要： 本申请涉及组合的热量和质量交换装置的热力学平衡。载气混合物被引导穿过组合的热量和质量传递装置(12，14)中的流体流动路径(16，18)，该装置可以在亚大气压下运行。使热量和质量通过以下方式从载气混合物传递或传递至载气混合物：与包括呈液体状态的可蒸发的组分的液体组合物相互作用以便经由蒸发或冷凝来实质性地改变载气混合物中的可蒸发的组分的含量。载气混合物的质量流率通过从流体流动路径中的至少一个中间位置抽提/注入(60，62，64)载气混合物来改变，和/或液体组合物的质量流率通过从流体流动路径中的至少一个中间位置抽提/注入液体组合物来改变。对载气混合物或液体组合物的流进行调节以降低平均局部焓夹点。

摘要： 本发明公开了一种非热力学平衡等离子体点火与助燃装置，包括内、外电极，绝缘阻挡介质和高压交流电源；所述内电极为空心的金属管，金属管内通过燃料气体；外电极由金属网制成，所述绝缘阻挡介质插入内、外电极间且与内、外电极形成同轴设置，所述高压交流电源连接所述外电极以在内、外电极间施加交流电压使得内外电极间的间隙内的气体被击穿。本发明提供的非平衡等离子体助燃装置相比于以往的等离子点火装置其优点在于：非平衡等离子体温度低，功耗低，化学活性好，并且电极温度低，可以长时间运行而无需冷却。