反应动力学模型

摘要： 随着日益严格的排放法规出台,降低重型柴油机的氮氧化物(NO_(x))排放已成为研究的重点.为提高SSZ-13分子筛催化剂在低温下的二氧化氮(NO_(2))转化效率,通过数值仿真的方法研究了高负载铜基的小孔径分子筛催化剂在不同工况下的最佳NO_(2)占比情况.利用GT-SUITE软件建立了一维反应器模型以及催化反应动力学模型,采用数值模拟计算的方法对选择催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统内化学反应进行了研究.模型考虑了423~673 K的温度范围内,氨气(NH_(3))的吸附、脱附和氧化反应、一氧化氮(NO)氧化反应、NO_(x)的还原反应以及硝酸铵(NH_(4) NO_(3))的分解反应,并且在排出气体中监测重要的温室气体——氧化亚氮(N_(2)O)的排放量.结果表明:在高负载铜基的SSZ-13分子筛催化剂作用下,NO_(2)与NH_(3)反应生成的NH_(4)NO_(3)在573 K以下的低温段结晶,晶体堵塞孔道抑制反应进行;而随着温度升高,NH_(4)NO_(3)逐渐分解,反应得以正常进行,因此NO_(2)的含量对NO_(x)的转化效率产生影响,即不同温度段的最高NO_(x)转化效率对应的NO_(2)进气量不同,当温度升高,最高NO_(x)转化效率对应的NO_(2)占比先升高后降低,最高NO_(2)占比不超过40%,并且对应温度区间内排出的N_(2)O含量低于6×10^(-6).改变氨氮比、空速、催化剂活性位点密度等工况探究氮氧化物转化效率最高对应的NO_(2)占比,得到的NO_(2)占比均为动态变化值.定义氮氧化物转化效率超过80%的温度范围为最佳温度窗口,变化工况发现最佳温度窗口均为503~673 K.

摘要： 为了降低生物柴油的生产成本、提高过程效率,研究了高自由脂肪酸油脂一步法制取脂肪酸甲酯的催化剂体系。提出水解-酯化耦合反应机理,建立拟均相催化反应动力学模型,并借助多物理场模拟软件COMSOL Multiphy-sics和流程模拟软件Aspen Plus 11对甘油水混合物与脂肪酸甲酯的分离过程和相平衡进行模拟研究。结果表明:采用十二烷基苯磺酸-硫酸催化体系,可在较温和条件下实现由脂肪酸-油脂混合物通过水解-酯化耦合一步法制取脂肪酸甲酯,产品收率达到96%以上。动力学模型分析表明,耦合过程水解和酯化的活化能分别为78.78 kJ/mol和68.7 kJ/mol。针对烧瓶内酯化体系的分离过程模拟表明,甘油-水混合物与脂肪酸甲酯物料分离仅需10 s。相平衡模拟得出,甘油在两相间的分配系数超过10000。

摘要： 利用固定床反应装置,研究了SKI-210催化二甲苯异构化反应动力学。反应网络包括3种二甲苯异构体之间的连串主反应和二甲苯的歧化副反应。选择基于Langmuir吸附的一级反应动力学模型,采用初始速率法拟合得到反应速率常数和吸附平衡常数。模型计算得到的反应转化率与试验值吻合较好。利用该模型进行模拟分析,能较准确地描述反应条件对对二甲苯收率的影响。

摘要： 结合油藏数值模拟技术,建立油藏微生物驱反应动力学模型以及反应动力学关键参数的计算方法,提出微生物驱过程中原油降黏、地层水增黏、改变油水界面张力等关键提高采收率机制的表征方法,基于胜利油田某试验区油藏数据,建立油藏微生物驱概念模型,开展微生物驱参数敏感性分析,并对微生物驱运移规律及驱油性能进行分析.结果表明:微生物降解原油的程度越大,微生物驱提高采收率的程度越大,呈正相关关系;生物聚合物增黏地层水的程度越大,微生物驱提高采收率的程度越大,但增大幅度逐渐放缓;油藏微生物初始质量分数存在临界值,当大于临界值时,微生物驱才能取得较好的提高采收率效果;微生物降低表面张力的程度存在最佳值,过高或过低均不利于发挥微生物驱油性能;建立的油藏微生物驱反应动力学模型及数值模拟方法能够合理描述和表征油藏微生物驱生长代谢过程和提高采收率关键机制,是一种实用的微生物驱数值模拟方法,可为微生物采油现场方案实施提供可靠的理论依据.

摘要： 碳基固体燃料是中国最主要的能量来源,燃烧是碳基固体燃料能量转换的重要途径,焦炭燃烧在碳基固体燃料燃烧中占主导地位,因此,焦炭燃烧反应动力学模型的研究对于认识燃烧现象、提高燃效效率、控制燃烧特性、清洁燃烧非常重要.在对碳基固体燃料燃烧过程进行阐述的基础上,综述了国内外碳基固体燃料燃烧反应动力学模型的研究进展.

摘要： 碳基固体燃料是中国最主要的能量来源,燃烧是碳基固体燃料能量转换的重要途径,焦炭燃烧在碳基固体燃料燃烧中占主导地位,因此,焦炭燃烧反应动力学模型的研究对于认识燃烧现象、提高燃效效率、控制燃烧特性、清洁燃烧非常重要。在对碳基固体燃料燃烧过程进行阐述的基础上,综述了国内外碳基固体燃料燃烧反应动力学模型的研究进展。

摘要： 目前新能源车的研究中,甲醇燃料是一个热点.甲醇燃料用于新能源汽车仍存在一些重要问题,如常规排放、冷启动性能研究等.为了模拟和预测甲醇汽油发动机的燃烧和排放性能,建立了甲醇氧化反应的详细动力学模型,并通过冲击波管和流动反应器的数据进行验证.在这项研究中,通过添加汽油燃烧数据建立了甲醇汽油氧化反应的动力学模型,并使用外国文献中注入混合反应器的实验数据验证了燃料氧化反应的动力学模型.

摘要： 为了从分子水平揭示柴油加氢精制反应过程的转化规律,基于结构导向集总方法,构建了表征柴油分子组成的包含846个结构向量的分子组成矩阵.根据柴油加氢精制反应机理,编制了34条反应规则,建立了包含约17500个反应的柴油加氢精制反应网络,并结合基于量子化学计算的反应动力学参数,建立了基于结构导向集总的分子尺度柴油加氢精制反应动力学模型.采用改进的Runge-Kutta法进行求解,并通过与工业装置数据对比验证了模型的可靠性.实验结果表明,加氢精制产物分布及典型分子含量的预测值与工业数据的最大误差在1.0％ 以内,温升的预测误差不超过2°C.

摘要： 研究表明，饮用水常规处理工艺无法有效去除原水中的SMX，因此急需开发出能经济高效去除SMX的新技术。采用光催化氧化(UV/TiO2)工艺去除水中磺胺甲噁唑(SMX),研究了SMX在纳米TiO2(DegussaP-25)悬浆体系中的光催化去除效果,考察了TiO2投加量、SMX初始质量浓度、pH值、CO32-和叔丁醇等因素对SMX去除效果的影响.结果表明,UV/TiO2工艺可以有效地去除水中的SMX,其反应过程符合拟一级反应动力学模型.当TiO2投加量为500mg·L-1,SMX初始浓度为0.02mmol·L-1,反应液pH值为7时,SMX的去除率达到98.76％,反应速率常数k为0.1438min-1,半衰期t1/2为0.0803h.相同条件下,反应速率在TiO2投加量为500mg·L-1时最大,pH为7时最大,并随SMX初始质量浓度增加而降低.少量CO32-投加不利于SMX的去除,但大量CO32-投加明显促进反应速率.叔丁醇对SMX光催化去除存在显著的抑制效果.同时引入和计算了光催化氧化反应每一对数减小级的电能输入(EEo),以评价该工艺的电能利用效率.

摘要： 我国农村废弃物产生量巨大,其不合理的处理与处置已经对环境造成了严重的破坏.干式厌氧发酵可以在低成本、小规模的条件下消纳大量有机废物,产生可持续利用的清洁能源,是我国未来农村废弃物的重要出路之一.本文综述了我国农村有机废物产生现状,总结了国内外干式厌氧发酵处理有机废物的研究进展.迄今为止，国内外对干式厌氧发酵的机制还处于探讨之中，也没有普遍适用的反应动力学模型，因此湿式厌氧发酵依然是主流沼气工程技术。干式厌氧发酵过程面临的传质不均匀、搅拌困难、运行过程难以人为控制等问题，多依靠经验通过改变和优化工艺条件解决。笔者认为，当前结合我国农村的实际情况，大力发展沼气技术以及以沼气为纽带的现代生态农业技术，鼓励建设具有社会效益和经济效益的示范工程，形成农村有机废物循环利用的产业链，这对改善我国农村生态环境，实现农村可持续发展具有重要意义。目前关于干式厌氧发酵的机理还没有统一的认识，也没有建立普遍适用的反应动力学模型，基础理论的缺乏导致资源的利用难以达到最优化，因此应继续对干式厌氧发酵的机理进行深入研究，建立适用性强的数学模型，为发酵系统的合理设计提供重要的理论依据。在干式厌氧发酵的大规模应用上，国外的技术已经较为成熟，而我国的相关研究多处于小试及中试阶段，因此在理论研究的基础上，还应学习国外可靠的技术经验，改良适应我国有机废物的干式厌氧发酵工艺条件，自主研发高效稳定的沼气工程系统。

摘要： 本文利用流动反应器对邻二甲苯的变压力(30,150和760 Torr)热解开展了实验研究,引入同步辐射真空紫外光电离质谱(SVUV-PIMS)技术对邻二甲苯的热解产物进行了检测,观测到了包括自由基、同分异构体和多环芳烃(PAH)在内的20余种物种.发展了一个包含176种物种和651个反应的热解反应动力学模型,并利用实验结果进行了验证,特别关注了邻二甲苯子机理中压力依赖型反应的压力效应。利用生成速率分析对邻二甲苯分解以及PAH形成过程进行分析，了解其详细的热解机理.

摘要： 本文利用同步辐射真空紫外光电离质谱(SVUV-PIMS)技术研究了正十烷在5、30、150和760Torr压力下的高温流动反应器热解,实验鉴定了包含自由基和同分异构体在内的28种热解产物并得到了其摩尔分数随温度变化的曲线.建立了一个包含219个物种和1392个反应的正十烷热解反应动力学模型.利用本工作实验结果和文献高压激波管热解实验结果对模型的准确性和压力效应进行了验证.结果显示模型可以很好地预测正十烷在不同压力下的分解及主要产物的生成.此外,通过生成速率分析,对正十烷主要消耗路径进行了分析.

摘要： 针对预混合进口反应器内GaN薄膜生长的热化学反应流动,结合输运-反应动力学模型,对反应器内部的温度场、流场、浓度场和薄膜生长速率进行耦合求解,得出分解反应为主反应路径,DMG为主要的沉积前体,生长速率和实验数据吻合较好.研究并讨论了进口流速对薄膜生长过程的影响,研究表明,进口流速对薄膜生长速率几乎没有影响.

摘要： 基于集总理论，提出了一种包含35个集总组分、83个反应的催化重整集总反应动力学模型。该模型细分了正异构烷烃，五元六元环烷烃，碳九、碳十、碳十一以上组分，以及八碳芳烃，考虑了所有烷烃组分的加氢裂化反应。采用用户模型技术，将该模型与ASPEN PLUS集成在一起，从而在ASPEN PLUS平台建立了包含重整反应器在内的催化重整全流程机理模型。全流程机理模型在国内某连续重整装置上获得了成功应用，模拟结果与实际操作值吻合得相当好。基于全流程机理模型，可以优选重整原料、优化操作条件，实现节能增效目标。

摘要： 本文建立了煤燃烧后烟气冷却过程中汞氧化的均相反应动力学模型,使用化学动力学计算软件Chemkin4.0.1,通过理论计算考察各种影响汞均相氧化的因素,并对实验电厂的烟气汞氧化过程进行模拟,与实验结果进行对比.化学动力学全混反应器模型显示烟气中汞的氧化受到动力学控制,600K左右为典型燃煤烟气氧化速率最快的温度区间;柱塞流模型显示低的烟气降温速率有利于汞的氧化.使用均相化学反应动力学一维柱塞流模型对电厂的模拟显示,在烟气流经空气预热器时,汞的氧化因合适的温度区间而最快;在除尘器中因停留时间较长,使得汞在400K左右也得到了明显的氧化.均相化学反应动力学模型对实验电厂汞排放模拟的结果与实验显示了一定的吻合,但模型对大部分电厂汞的氧化预测结果均比实验值偏高,需要对动力学模型做进一步完善.

摘要： 越来越多的聚酯工业将固相缩聚工艺作为合成高粘度聚酯工业丝的手段.高粘度聚酯切片性能是由其品质指标决定的,而切片的品质指标又与整个聚合过程的工艺操作条件、控制方法密切相关:本文在大量阅读相关文献的基础上,对固相缩聚反应动力学模型、模型参数估计以及固相聚合过程控制三方面进行了回顾和总结,为今后将先进控制理论用于固相聚合领域提供一定的借鉴和参考。

摘要： 依据柴油馏分加氢脱硫、脱芳的反应机理，提出了按一级反应处理的柴油加氢脱硫四集总反应模型和柴油加氢脱芳可逆反应模型.对不同原料在不同反应条件下验证本模型的适应性有较好的精度，可以用于柴油深度加氢脱硫、脱芳生产清洁燃料的新工艺开发及工艺优化.

摘要： 依据柴油馏分加氢脱硫、脱芳的反应机理，提出了按一级反应处理的柴油加氢脱硫四集总反应模型和柴油加氢脱芳可逆反应模型.对不同原料在不同反应条件下验证本模型的适应性有较好的精度，可以用于柴油深度加氢脱硫、脱芳生产清洁燃料的新工艺开发及工艺优化.

摘要： 本发明涉及一种宏观人群恐慌传播动力学模型建立方法及动力学模型应用，包括以下步骤：1)将疏散空间划分为多个离散化的单位网格，基于信息熵理论构建每一单位网格的恐慌熵；2)构建各相邻单位网格的恐慌熵值梯度；3)基于所述恐慌熵和恐慌熵值梯度构建宏观人群恐慌传播动力学模型，该模型反映人群速度方向和大小以及恐慌熵方向和大小。与现有技术相比，本发明具有可实现恐慌传播过程定量分析、提高仿真可靠性等优点。

摘要： 本发明提供了一种化学发光动力学曲线分析臭氧氧化反应动力学参数的方法，它可以解决现有技术存在的人为误差大以及运算工作对实验人员的技术水平要求高等问题。技术方案是，利用化学发光动力学曲线分析动力学参数，即利用光信号强度I与时间t的关系，来确定反应级数以及反应速率常数。本发明方法避免了大量数据的运算以及大量实验，利用系统可以容易得到所需要化学发光动力学曲线，软件通过公式非常快捷地得到动力学参数。

摘要： 本发明涉及一种芳烃氧化反应的动力学模型建模方法及动力学模型，所述建模方法包括以下步骤：在采用MX或PX制备IPA或PTA的过程中，通过实验拟合得到链引发反应速率常数k1fit；将k1fit代入所述动力学模型中作为k1，并使用lsqnonlin函数来搜索函数S的最小值，计算模型参数α和β；将计算出的模型参数α和β，以及实际生产条件下不同的各催化剂浓度代入所述动力学模型中，计算得出实际生产中的链引发反应速率常数k1cal。本发明建立的动力学模型能够定量描述在工业温度和溶剂比下，催化剂浓度与配比对氧化反应过程的影响，指导工业反应器的设计、生产操作条件的优化和生产工艺的优化。

摘要： 本发明涉及一种宏观人群恐慌传播动力学模型建立方法及动力学模型应用，包括以下步骤：1)将疏散空间划分为多个离散化的单位网格，基于信息熵理论构建每一单位网格的恐慌熵；2)构建各相邻单位网格的恐慌熵值梯度；3)基于所述恐慌熵和恐慌熵值梯度构建宏观人群恐慌传播动力学模型，该模型反映人群速度方向和大小以及恐慌熵方向和大小。与现有技术相比，本发明具有可实现恐慌传播过程定量分析、提高仿真可靠性等优点。

摘要： 本发明提供了一种化学发光动力学曲线分析臭氧氧化反应动力学参数的方法，它可以解决现有技术存在的人为误差大以及运算工作对实验人员的技术水平要求高等问题。技术方案是，利用化学发光动力学曲线分析动力学参数，即利用光信号强度I与时间t的关系，来确定反应级数以及反应速率常数。本发明方法避免了大量数据的运算以及大量实验，利用系统可以容易得到所需要化学发光动力学曲线，软件通过公式非常快捷地得到动力学参数。

摘要： 系统动力学全局稳定建模的动力学模型。提供了一种用于训练动力学模型以学习物理系统的动力学的系统和计算机实现的方法。特别地，可以学习动力学模型，以能够基于物理系统和/或其环境的当前状态来推断物理系统和/或其环境的未来状态。学习动力学模型固有地是全局稳定的。也就是说，代替于学习动力学模型并且试图单独地验证其稳定性，可学习的动力学模型包括可学习的李雅普诺夫函数，其与物理系统的标称动力学一起被联合地学习。因此，学习动力学模型高度适合于现实生活应用，在现实生活应用中，由于学习动力学模型固有地是全局稳定的，因此物理系统可以假定在训练期间未被看见的状态。

摘要： 本发明公开了一种基于多体动力学的十四自由度车辆动力学模型建模方法，克服现有车辆仿真软件内部函数不开源的问题，包含以下步骤：将要研究的车辆看作一个多刚体系统，包括一个簧上质量刚体和四个簧下质量刚体，忽略车辆在转向过程中转向系的摩擦阻力及力矩，忽略空气阻力，考虑悬架系统的K&C特性，忽略悬架系统摩擦作用，路况为干燥水平路面，忽略因为路面坑洼导致的车轮相对于车身的跳动，采用魔术公式求取轮胎力，只考虑车轮相对于自身的垂直跳动及旋转运动，基于以上假设建立本发明提出的车辆模型，包括车身沿x、y、z轴的平移运动及旋转运动，以及四个车轮的垂直跳动及旋转运动，共14自由度。

摘要： 本发明提供了一种锂离子电池一阶RC等效电路动力学模型的动力学特性分析方法，包括如下方法，以锂离子电池非线性特性建立基于荷控忆阻器的一阶RC等效电路模型及动力学数学模型，对一阶RC等效电路参数变化的动力学数学模型的混沌动力学特性分析判别锂离子电池寿命；具有较高的工程应用价值和经济意义。

摘要： 本发明涉及MTO反应动力学模型、MTO反应再生集成模型及其应用。所述MTO反应动力学模型的构建方法包括：将反应体系划分为多个集总组分；根据集总组分之间的反应机理，确定反应网络和反应动力学方程；集总组分包括：甲醇；甲烷；乙烷；乙烯；丙烷；丙烯；碳4；碳5及以上；氢气；一氧化碳；二氧化碳；焦炭。所述MTO反应再生集成模型包括反应器模型、再生器模型和催化剂循环物料平衡模型。上述模型能够更充分、更真实、更准确、更可靠地反映MTO反应的反应历程；MTO反应再生集成模型，填补了现有MTO集总模型中缺乏再生器与催化剂模型在工业生产实际中应用的空白，为MTO反应的全流程监测和优化提供了全面性模型。

摘要： 本发明涉及MTO反应动力学模型、MTO反应再生集成模型及其应用。所述MTO反应动力学模型的构建方法包括：将反应体系划分为多个集总组分；根据集总组分之间的反应机理，确定反应网络和反应动力学方程；集总组分包括：甲醇；甲烷；乙烷；乙烯；丙烷；丙烯；碳4；碳5及以上；氢气；一氧化碳；二氧化碳；焦炭。所述MTO反应再生集成模型包括反应器模型、再生器模型和催化剂循环物料平衡模型。上述模型能够更充分、更真实、更准确、更可靠地反映MTO反应的反应历程；MTO反应再生集成模型，填补了现有MTO集总模型中缺乏再生器与催化剂模型在工业生产实际中应用的空白，为MTO反应的全流程监测和优化提供了全面性模型。