Two-dimensional unsteady cocurrent upward gas-solid flows in the vertical channel are simulated and the mechanisms of particles accumulation are analyzed according to the simulation results. The gaseous turbulent flow is simulated using the large eddy simulation (LES) method and the solid phase is treated using the Lagrangian approach, and the motion of the gas and particles are coupled. The formation of clusters and the accumulation of particles near the wall in dense gas-solid flows are demonstrated even if the particle-particle collisions were ignored. It is found that a cluster grows up by capturing the particles in the dilute phase due to its lower vertical velocity. By this way the small size clusters can evolve to large-scale clusters. Due to the interaction of gas and particles, the large-scale vortices appear in the channel and the boundary layer separates from the wall, which results in very high particle concentration in the near wall region and a very large-scale cluster formed near the separation point.

A digital photographic study of pool boiling with binary mixture R11(CCl3)-R113(CCl3CF3) was performed on a horizontal transparent heater at pressure of 0.1MPa. A high speed digital camera was applied to record the bubble behaviors in boiling process. Strong effects of composition on bubble departure diameter, departure time, nucleation density were observed, which was attributed to the nature of the activation of the boiling surface and mass diffusion effects. The bubble departure diameter, departure period and nucleation density as functions of composition for binary mixtures R11-R113 were presented respectively. From the video images, it can be concluded that evaporation of microlayer is very important to the growth of bubble. It is also observed that there is not any liquid recruited into the microlayer below the bubble. 

This paper focuses on the mechanism of interfacial mass transfer of a single bubble, based on the chemical potential driving force, an approach for calculating interfacial concentration in practical process is proposed. The absorption processes of bubble under both quiescent and mobile conditions are analyzed and discussed respectively. For a stationary absorption, only in the case of liquid bulk concentration near saturated value, the interfacial concentration could close to the equilibrium value ; For a moving bubble, under ordinary operating condition (Yo>1), the interfacial concentration is far from its equilibrium. Only under bulk concentration near saturated value or a smaller Yo(Yo<0.1) which may involve the complication of additional resistance at interface induced by surface contamination or surfactant added, the interfacial concentration could be approximate to equilibrium value. The interfacial concentration close to the interface on liquid side for a single CO2 bubble absorbed by methanol is measured using a modern optical instrumentation in which the laser holographic interference method is adopted with a real-time and amplification technique. Experimental results show that the interfacial concentration decreases significantly with increasing Re and is far from the equilibrium one in a larger Re range. Experiments validate the proposed model.

The permeation of various pure gas (H2, He, Ne, CH4 and Ar) through carbon membranes is investigated using a dual control volume grand canonical molecular dynamics method. A two-dimensional slit pore is employed instead of the one-dimensional pore. Compared with the experiments, simulation results show that the improvement of pore model is very necessary. The effects of membrane thickness, pore width and temperature on gas permeance and ideal separation factor are also discussed. Results show that gas permeates through membrane according to Knudsen diffusion in large pore, while Knudsen diffusion is accompanied by molecular sieving in small pore. Moreover, methane is easily adsorbed on the membrane surface due to strong attractive interactions of membrane and shows higher permeance than that of Knudsen flow. In addition, it is noted that when membrane thickness is thin enough the permeance of gas does not decrease with the increase of membrane thickness due to the strong adsorption until membrane resistance becomes dominant.

A rate model, which considers axial dispersion, external mass transfer, intraparticle diffusion and nonlinear isotherms, and ports periodic switching is adopted to simulate the simulated moving bed (SMB) process. The effects of flow rate in Sections 2 and 3 and switching time on the operating performance parameters: purity, re-covery, productivity and desorbent consumption are studied. A simulation approach is applied to simulate the opera-tion and performance of the SMB. The model predicts the performance of the transient and cyclic steady state be-havior to a reasonably good extent, and provides guidance operation condition of the SMB process.

Scaling of reverse osmosis (RO) membrane surface is one of the main problems in desalination processes. To mitigate scales, organic anti-scalants are often used. If the dosages of anti-scalants are reduced, by using other much cheaper scale inhibitors, RO running cost will decrease greatly. The present paper investigated the inhibition of CaCO3 precipitation by zinc ions in RO system. The results show that the zinc ion concentration of 2mgL－1 was able to exert a marked suppression effect on both bulk precipitation of CaCO3 and on membrane scaling on waters of moderate hardness.

Two series of WP/Al2O3 catalyst precursors with WP mass loading in the range 18.5%—37.1% were prepared using the impregnation method and mixing method, respectively, and the catalysts were then obtained by temperature-programmed reduction of supported tungsten phosphate (precursor of WP/Al2O3 catatlysts) in H2 at 650℃ for 4h. The catalysts were characterized by XRD, BET, TG/DTA , XPS and 31P MAS-NMR. The activities of these catalysts were tested in the hydrodenitrogenation (HDN) of pyridine and hydrodesulfurization (HDS) of thiophene at 340℃ and 3.0MPa. The results showed that owing to the stronger interaction of the support with the active species, the precursor of WP/Al2O3 catalyst was more difficultly phosphided and a greater amount of W spe-cies was in a high valence state W6+ on the surface of the catalyst prepared by the impregnation method than that by the mixing method. 31P MAS-NMR results indicated that 31P shift from 85% H3PO4 of 2.55×10－4 for WP and 2.57×10－4 for WP/γ-Al2O3 catalysts prepared by mixing method. Such WP/Al2O3 catalysts showed higher HDN activi-ties and lower HDS activities than those prepared by the impregnation method under the same loading of WP. WP/γ-Al2O3 catalysts with weak interaction between support and active species were favorable for HDN reaction while the WP/γ-Al2O3 catalysts with strong interaction were favorable for HDS reaction.

A comprehensive mechanism for propylene polymerization was proposed by considering the effects of main impurities in the material on propylene polymerization. According to the proposed mechanism, Monte Carlo simulation was employed to investigate the polymerization kinetics in order to determine the effects of the main impurities on the polymerization. Significant influences of the main impurities on the rate, number-average degree and controlling capability of hydrogen of the polymerization were analyzed.

To track the rapidly changing temperature profiles of thermal cycling of polymerase chain reaction (PCR) accurately, an innovative feedforward variable structural proportional-integral-derivative (FVSPID) controller was developed. Based on the step response test data of the heat block, a reduced first order model was established at different operating points. Based on the reduced model, the FVSPID controller combined a feedforward path with the variable structural proportional-integral-derivative (PID) control. The modified feedforward action provided directly the optimal predictive power for the desired setpoint to speed up the dynamic response. To cooperate with the feedforward action, a variable structural PID was applied, where the P mode was used in the case of the largest errors to speed up response, whereas the PD mode was used in the case of larger errors to suppress overshoot, and finally the PID mode was applied for small error conditions to eliminate the steady state offset. Experimental results illustrated that compared to the conventional PID controller, the FVSPID controller can not only reduce the time taken to complete a standard PCR protocol, but also improve the accuracy of gene amplification.

A statistic-based benchmark was proposed for performance assessment and monitoring of model predictive control; the benchmark was straightforward and achievable by recording a set of output data only when the control performance was good according to the user’s selection. Principal component model was built and an auto-regressive moving average filter was identified to monitor the performance; an improved T2 statistic was selected as the performance monitor index. When performance changes were detected, diagnosis was done by model validation using recursive analysis and generalized likelihood ratio (GLR) method. This distinguished the fact that the per-formance change was due to plant model mismatch or due to disturbance term. Simulation was done about a heavy oil fractionator system and good results were obtained. The diagnosis result was helpful for the operator to improve the system performance.

A constrained decoupling (generalized predictive control) GPC algorithm is proposed for MIMO (malti-input multi-output) system. This algorithm takes account of all constraints of inputs and their increments. By solving matrix equations, the multi-step predictive decoupling controllers are realized. This algorithm need not solve Diophantine functions, and weakens the cross-coupling of the variables. At last the simulation results demonstrate the effectiveness of this proposed strategy.

Oscillating heat pipes (OHPs) are very promising cooling devices. Their heat transfer performance is affected by many factors, and the form of the relationship between the performance and the factors is complex and non-linear. In this paper, the effects of charging ratio, inclination angle, and heat input and their interaction effects on heat transfer performance of a looped copper-water OHP are analyzed. First, suppose that the relationship between the response and the variables approximates a second-order model. And use the central composite design to arrange the experiment. Then, the method of least squares is used to estimate the parameters in the second-order model. Finally, multivariate variance analysis is used to analyze the model. The results show that the assumption is right, that is to say, the relationship is well modeled by a second-order function. Among the three main effect variables, the effect of inclination angle is the most significant, but their interaction effects are not significant. In the range of the considered factors, both the optimum charging ratio and the optimum inclination angle increase as the heating water flow rate increases.

As an excellent reporter molecule, enhanced green fluorescent protein (eGFP) was widely used for gene expression and regulation and was generally expressed in Escherichia coli strain. A rapid procedure consisting of ammonium sulfate precipitation, size exclusion chromatography, and anion exchange chromatography was developed for the purification of eGFP. Based on the proposed procedure, recombinant eGFP with an electrophoretic purity was achieved in combination with an overall yield of 66% and a purification factor of 17.9. The fluorescent spectrometry of purified eGFP and lysate from E. coli strain expressing eGFP exhibited the same wavelength of ex-citation and emission maxima, indicating that the purification procedure did not influence the construct and fluo-rescent characteristics of desired protein. The procedure mentioned was easy to scale up for the purification of large quantities of eGFP

The auto-gelling and drug release properties of the thermosensitive chitosan-β-glycerophosphate formulation were investigated. According to rheological study, gelation lag time of chitosan/β-glycerophosphate (GP) solutions varied from 2 to 60min with different deacetylation degree of chitosan, pH, gelation temperature, and the particles in the sol. The gelation properties were also found to influence the release profiles of a hydrophilic drug, 5-fluorouracil (5-FU). Morphological examination by scanning electron microphotography demonstrated that large “pores” occurred during the gel-forming process, which created hydrophilic environment and led to the rapid initial release of the drug (85% in first 8h). Poly-3-hydroxybutyrate (PHB), a biodegradable material, was applied here as scaffold to capture 5-FU into microparticles with high encapsulation efficiency by solvent-nonsolvent method. Combination of these microparticles into the chitosan-β-GP formulation could drop the rapid initial release from 85% down to 29% in the optimized PHB content (75%, by mass). The release could sustain for about 10 months. This study provided an understanding of the potential of injectable implant using thermosensitive chitosan-β-GP formulation containing PHB based particles for the water soluble drugs that need the property of long-term delivery.

The kinetics of batch and fed-batch cultures of recombinant Escherichia coli producing human-like collagen was investigated. In the batch culture, a kinetic model of a simple growth-association system was concluded without consideration of cell endogeneous metabolism. The cell lag time, the maximum specific growth rate and YX/S were determined as 1.75h, 0.65h－1 and 0.51g•g－1, respectively. In the fed-batch culture, different specific growth rates were set at (0.15, 0.2, 0.25h－1) by the method of pseudo-exponential feeding, and the expressions for the specific rate of substrate consumption, the growth kinetics and the product formation kinetics of each phase were obtained. The result shows that the concentrations of cell and product can reach 77.5g•L－1 and 10.2g•L－1 respectively. The model predictions are in good agreement with the experimental data.

The method of two-step melt blending was used to prepare polycarbonate/polypropylene/attapulgite ternary nanocomposite, and the various techniques including gel permeation chromatography, rheometer, transmission electron microscope, dynamic mechanical analysis were used to examine the degradation of polycarbonate (PC) and the nanocomposite morphology. The results showed that the molecular weight degradation of PC triggered by attapulgite (AT) during the direct blending process was inhibited effectively by using two-step melt blending, in which AT was blended with polypropylene (PP) prior to compound with PC. The morphology of encapsulation was formed in the PC matrix, where PP encapsulates AT fibrillar single crystals to form a core-shell inclusion. Dynamic mechanical analysis (DMA) measurements showed that the PC/PP/AT ternary nanocomposites were more effective than conventional PC/PP blends in reinforcement, meanwhile the addition of AT in the ternary nanocomposites shifted the glass transition temperature of the PP phase to a higher value.

Bentonite produced in Xiazijie, Xinjiang (China) was characterized by X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TG) and cation exchange capacity (CEC). The bentonite is composed of dioctahedral montmorillonite with predominant quantity, certain amounts of quartz, feldspar and illite and minor amounts of kaolinite, gypsum, etc. The raw bentonite has a CEC of 0.6497 meq∙g－1 and allows to be characterized as typical sodium bentonite. In order to bleach cottonseed oil, optimum conditions for sulfuric acid activation of the raw bentonites were investigated, which were obtained by selecting various acid strength, at 96—98℃ and activating for 4h with 1︰2 solid-liquid ratio. The acid activation bentonites were suitable for decolorization of cottonseed oil through removing carotene and chlorophyll. The bleaching capabilities of different pigments with activated bentonite with treatment of 25% sulfuric acid were 70.3%, 73.1%, 83.2%, 81.8% and 88.9%, respectively. Bleaching with acid activated bentonite gave oils lower peroxide values and acid values.

Autothermal reforming (ATR) is one of the leading methods for hydrogen production from hydrocarbons. Liquefied petroleum gas, with propane as the main component, is a promising fuel for on-board hydrogen producing systems in fuel cell vehicles and for domestic fuel cell power generation devices. In this article, propane ATR process is studied and operation conditions are optimized with PRO/Ⅱ® from SIMSCI for proton exchange membrane fuel cell application. In the ATR system including water gas shift and preferential oxidation, heat in the hot streams and cold streams is controlled to be in balance. Different operation conditions are studied and drawn in contour plots. The region for ATR reforming with the highest efficiency can thus be identified. One operation point was chosen with the following process parameters: feed temperature for the ATR reactor is 425℃, steam to carbon ratio S/C is 2.08, air stoichiometry is 0.256. Thermal efficiency for the integrated system is calculated to be as high as 84.0 % with 38.27 % H2 and 3.2μl•L－1 CO in the product gas.

A novel two-step procedure was used to manufacture microporous activated carbon from raw coconut shell. In this process, the raw coconut shell was (1) heated in an inert  environment  to  temperatures be- 
tween 450℃ and 850℃, and reacted with oxygen  ( ＝1.1－5.3kPa)  for some time, and (2) heated again in in- 
ert environment to activation temperature(850℃) to produce an activated carbon. Activated carbons with specific surface area greater than 700m2•g－1 were manufactured with a yield between 24% and 28%. It was shown that the carbon had a narrow distribution of pore size, possibly less than 1nm, which was calculated by a simple method based on local density function theory. 

Stearic acid (67.83℃) and myristic acid (52.32℃) have high melting temperatures that can limit their use as phase change material (PCM) in low temperature solar heating applications such as solar space and greenhouse heating in regard to climatic requirements. However, their melting temperatures can be adjusted to a suitable value by preparing a eutectic mixture of the myristic acid (MA) and the stearic acid (SA). In the present study, the thermal analysis based on differential scanning calorimetry (DSC) technique shows that the mixture of myristic acid (MA) and stearic acid (SA) in the respective composition (by mass) of 64% and 36% forms a eutectic mixture having melting temperature of 44.13℃ and the latent heat of fusion of 182.4J•g－1. The thermal energy storage characteristics of the MA-SA eutectic mixture filled in the annulus of two concentric pipes were also experimentally established. The heat recovery rate and heat charging/discharging fractions were determined with respect to the change in the mass flow rate and the inlet temperature of heat transfer fluid. Based on the results obtained by DSC analysis and by the heat charging/discharging processes of the PCM, it can be concluded that the MA-SA eutectic mixture is a potential material for low temperature thermal energy storage applications in terms of its thermo-physical and thermal characteristics.

Vapor-liquid equilibria for water＋hydrochloric acid＋magnesium chloride and water＋hydrochloric acid＋calcium chloride systems at atmospheric pressure were measured using a Othmer-type equilibrium still.  The experimental data are correlated using a modified Meissner’s method. Satisfactory agreements are obtained between the experimental and the calculated results.