间歇化工过程热集成研究进展

间歇化工过程热集成问题的研究能够促进过程系统的可持续发展并且提高产业经济性和技术竞争力,顺应了化工发展大环境。本文介绍了以系统综合优化为目标的间歇化工过程热集成研究的发展现状,整理了早期研究的三大通用图解模型,并讨论和比较了在建模求解过程中常见算法。总结了当前研究的重点在换热网络设计优化、热储罐系统和考虑调度的热集成三个方面,并评述了与之相关的进展、瓶颈和研究意义。指出了热集成问题已成为当前间歇化工过程的研究热点,其中热集成和生产调度的协同优化十分必要,能够从系统全局的角度上给出优化方案。但由于间歇化工过程中存在较多的不确定性和约束条件,增加了热集成的研究难度,因此对间歇化工过程优化设计提出了更高的要求。     

Matlab在乙醇胺反应动力学方程回归和预测中的运用

乙醇胺反应包括生成一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)三种反应,其动力学方程参数回归涉及多个变量.本文采用Matlab编程,用线性拟合求解MEA生成反应活化能和指前因子,用非线性最小二乘拟合求解DEA和TEA反应的动力学常数,从而得到整个乙醇胺反应的动力学方程,并通过积分动力学方程,得反应物浓度与时间的关系,与试验数据符合较好,说明采用Matlab处理复杂实验数具有优越性.     

2,4-二硝基甲苯无外加溶剂的加氢表观动力学

在自行设计的反应装置中以骨架镍为催化剂,在无外加溶剂的环境下催化2,4-二硝基甲苯(DNT)加氢合成2,4-甲苯二胺(TDA).考察了温度(100～140 ℃)、氢气压力(1.0～3.0 MPa)、催化剂质量浓度(0.03%～2.0%)、TDA质量浓度(30%～70%)对反应的影响.该反应的表观动力学研究表明,反应速率跟氢气压力成正比;DNT加氢反应在高浓度区(DNT浓度大于7.14 mol/m3)为吸附脱附控制,催化剂浓度与反应速率成正比,DNT浓度对反应速率无影响;而在低浓度区(DNT浓度小于7.14 mol/m3)该反应为界面反应控制;催化剂浓度在一定范围内对反应速率影响不大,DNT浓度对反应速率影响为一级.DNT低浓度区和高浓度区的活化能分别为17.62 kJ/mol和15.67 kJ/mol,表明无外加溶剂条件下催化剂可大幅降低反应活化能而使反应更易进行;在实验条件范围内TDA含量对反应速率基本无影响.并由工程数据验证了得到的该反应表观反应动力学模型的正确性     

列队竞争算法求解多产品间歇生产过程排序问题

由于组合爆炸特性,多产品厂的排序问题很难求解大规模甚至中等规模的问题,本文采用一种新的随机型进化搜索算法——列队竞争算法来对该问题进行求解,引入新的选择策略和变异方法。计算表明同已有的方法相比,该方法求解效率高、收敛速度快、使用简单方便,是一种求解多产品间歇过程排序问题的有效算法,为多目的厂间歇过程排序研究提供了新思路。     

电压引线距离对Bi2223/Ag带材I_c和n值测量结果的影响

研究了采用四引线法测量Bi2223/Ag带材的Ic和n值时,电压引线距离对测量结果的影响。实验结果表明,对于同一根Bi2223/Ag带材,在不同的电压引线距离下,采用四引线法测得的Ic和n值(尤其是最小值)结果不同;n值弱点对带材端对端n值的影响比Ic弱点对带材端对端Ic的影响更大;对于百米量级的长带,通过测量带材端对端以及抽样短样的Ic和n值,很难检测出弱点,必须采用四引线法在较小的电压引线距离下逐段检测或者采用非接触连续磁测法进行检测。     

MgB_2超导带材的失超传播特性研究

采用原位法粉末装管工艺(In-situ)制备了MgB2/Fe/Cu单芯线材,通过X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和物性测试仪等手段研究了热处理温度对线材微观结构及超导电性的影响。结果显示,在热处理过程中,超导芯丝与包套材料之间有Fe2B中间界面层产生。并且随着热处理温度的升高,Fe2B层厚度也逐渐增加。同时,热处理温度对线材的临界电流密度(Jc)有显著影响:在低场下(<4.5T),700℃制备线材具有高的Jc值;在高场下,750℃制备线材具有高的Jc值;800℃制备线材的Jc随磁场增加而迅速减小。微观结构分析结果表明,增加MgB2中晶界密度和改善连接性是获得高Jc线材的关键。     

列队竞争算法求解多目的厂间歇过程调度问题

由于组合爆炸特性,多目的厂的调度问题很难求解大规模甚至中等规模的问题,本研究采用一种新的随机型进化搜索算法——列队竞争算法对该问题进行求解,引入新的选择策略和变异方法。计算表明,同已有的方法相比,该方法求解效率高、收敛速度快、使用简单方便,可有效的克服计算负荷和求解质量之间的冲突,是一种求解多目的厂间歇过程调度问题的有效算法。     

基于遗传禁忌算法的多目的间歇过程调度问题求解

由于组合爆炸特性,多目的厂的调度问题很难求解大规模甚至中等规模的问题,本文采用一种新的随机性优化技术一基于禁忌技术的遗传算法点(Tabu-genetic algorithm,TGA)来对该问题进行求解,引入新的选择策略和变异方法．并以零等待的多目的间歇过程调度为实例,计算表明同已有的方法相比,该方法求解效率高、收敛速度快、使用简单方便,可有效的克服计算负荷和求解质量之间的冲突,是一种求解多目的厂间歇过程调度问题的有效算法。     

1.5T MgB_2超导实验磁体的设计和研制

采用Fe、Ni复合基底、矩形截面的MgB2超导带材,设计了一个孔径为100mm的实验磁体,以该磁体为基础,进行了中心磁场可达1.5T的制冷机传导冷却MgB2超导MRI磁体系统研究,提出了采用MgB2超导接头制作持续电流开关及改善磁体温度均匀性的技术途径,绕制并实验了其中心螺管线圈,该线圈在105A工作电流下,产生的中心磁场为0.74T。     

可得区法研究典型反应分离循环系统的废料最少(Ⅰ)纯物料循环

应用可得区的概念,在两维浓度空间研究等温操作的典型反应分离循环系统中反应、分离、混合、循环之间的内在联系,分析了影响废料最少的有关因素,为实现同时以经济和环境目标的过程优化提供理论基础.这里主要讨论了纯物料循环的情况.