生物质气化过程中热解焦油的生成及其均相转化机理

以两段式下吸气化炉焦油的衍化规律为背景对焦油的生成规律、均相转化过程中芳烃环的形成及增长机制等进行了阐述和总结。阐述了纤维素、半纤维素、木质素的热解特性及主要热解产物的生成规律,并与稻秆在200～500℃热解实验中检测得到的焦油成分进行了对比分析,两者结果基本一致。主要从官能团衍化角度分析了不同种类初级焦油的均相转化机理,阐述了单环芳香烃生成、单环向多环芳香烃转化及多环芳烃进一步聚合转化过程中的脱氢环化、脱氢加乙炔、氢转移、异构化及苯酚转化等机制。基于已有转化机理,初步构建了焦油均相转化路径图。     

两股流板翅式换热器的精确数学控制

两股流板翅式换热器因具有良好的换热性能,在许多工业领域备受青眯.但因换热器在工作过程中受到各种因素的干扰,加之复杂的换热过程,使得很难获得良好的控制品质.所以本文在传统控制方法的基础上提出了精确数学控制方法,其核心技术是引入反问题算法,并通过对两股流板翅式换热器的实验,取得良好的控制效果,证实了精确数学控制是实现板翅式换热器高质量控制的一种新型、高效的控制方法.     

基于连续性的换热网络整型变量优化策略

换热网络优化是典型的混合整数非线性问题,其整型变量(换热网络的结构)的组合情况对于其优化的走向以及局部最优解的质量具有至关重要的作用.分析了换热网络结构与性能之间的连续性特征;利用最速下降法对换热网络整形变量进行初步优化以确定合适的换热器数目,生成一系列连续变化的换热网络结构;以结构序列作为优化变量,借助换热网络性能连续性原理,将多维整型变量转换为一维连续变量,对整型变量进行启发式的连续性搜索.通过具体算例求解,该方法帮助优化过程跳出了局部最优的陷阱,并得到了较好的优化结果.     

不同烤烟品种的烘烤特性研究

对红花大金元、Ｋ３２６、Ｇ－２８和云烟８５、３１７等５个新品种（系）的烘烤特性进行了研究，测定了这些品种（系）的烟叶在烘烤过程中的变黄速度、色素含量变化及失水干燥速度。结果表明：红花大金元在烘烤过程中变黄慢，失水快，难于烘烤；云烟８５和Ｇ－２８的烘烤特性相近，变黄稍快，失水适中，较为好烤；３１７等４个品系和Ｋ３２６相近，变黄速度居中，失水平缓，较易烘烤。结果还表明：变黄过程中类胡萝卜素和叶绿素降解后的比值，在很大程度上决定了烟叶的黄色程度。因此可用单位时间内二者的比值平均增值表示变黄速度的快慢。     

品种、部位和成熟度对烟叶淀粉含量及评吸质量的影响

用红大和K326烤烟品种的上、中、下3个部位的未熟烟叶、初熟烟叶、适熟烟叶和过熟烟叶进行烘烤对比试验,测定烤前、烤后烟叶淀粉含量,并对初烤烟叶进行评吸鉴定。结果表明,2个品种烟叶的淀粉含量差异达到显著或极显著水平,烟叶在烘烤过程中淀粉含量显著降低,不同部位鲜烟叶淀粉含量存在着极显著差异;烘烤后,中、上部烟叶与下部烟叶之间的淀粉含量差异达到极显著水平,中部与上部烟叶之间淀粉含量差异不显著;不同成熟度档次之间的烟叶淀粉含量的差异在烘烤前后均达到极显著水平。评吸结果表明,适熟和初熟烟叶香吃味较优,过熟烟叶香吃味次之,未熟烟叶的香吃味较差。讨论提出,适熟采收是降低烟叶淀粉含量,改善烟叶香吃味的一项重要技术措施。     

改进精度的换热网络优化遗传算法

在换热网络分级超结构及其数学模型基础上,提出了改进精度的换热网络优化综合遗传算法,该算法采用三层优化结构,利用中间层修正换热系数和流体物性,在计算量上升不多的情况下,从本质上提高了换热网络优化过程中的精度。采用此方法对炼油厂常减压系统进行优化,得到了良好的效果。     

RWCE优化换热网络的不可行解影响分析及强化策略

换热网络优化问题常以外罚函数法处理约束,赋予违反约束的不可行解较大的罚值。强制进化随机游走算法(RWCE)优化换热网络时,其非贪婪搜索机制使不可行解以一定概率被保留,从而改变全局寻优过程。本文首先分析不可行解对优化进程的影响,揭示偏移量较小的不可行解对结构进化的促进作用;然后提出差解概率动态调整策略,合理利用不可行解的正面作用,强化结构进化能力;最后,鉴于上述优化结果中偏移量较小的不可行解居多,提出一种可行化策略,通过分段罚指数和双种群优化技术促使过程中有潜力的不可行解快速返回可行域,并提升优化质量。将结合两条强化策略的改进算法应用于16股流与15股流算例,优化结果较文献最优解分别节省了0.35%、0.48%,表明改进后的算法较原算法全局搜索能力得到了显著提升。     

棋盘模型在换热网络优化中的应用

针对复杂整数非线性的换热器网络综合和优化问题,文中应用换热网络流程模拟的棋盘模型及其相应的算法,建立了换热网络同步最优综合的数学模型,通过改变网络的结构次序的数学规划优化计算,以10SP1问题为例,获得了优于以往文献的最优换热网络结构。结果表明,文中应用棋盘算法建立的换热网络求解模型及其算法,具有简单、直观、灵活、易实现的特点,能够得到综合性能更优的网络结构。     

生物质碎片燃料烤房流场分析及烤后烟叶质量影响研究

传统烟叶调制造成了严重的生态环境问题，而生物质成型颗粒燃料原料的收集、贮存、运输难度大及成本较高成为了制约生物质烤房推广和发展重要因素。为推进烤烟绿色低碳循环发展，提出了一种烟秆碎片烘烤烟叶的生物质碎片燃料密集烤房工艺。基于装烟室建立数据模型，通过Fluent软件对其烘烤时流场进行系统分析并通过试验验证。模拟结果表明装烟室内温度及速度分布较均匀，不同阶段上下层烟叶平均温差在2 K左右，叶间风速平均为0.3 m/s,上下层叶间风速平均差值为0.06 m/s,试验结果显示温度和速度的相对误差小，模拟数据可用来做流场系统分析，且烤后烟叶均价提升了1.15元/kg,生物质碎片燃料可替代煤炭完成烟叶烘烤，具有广阔的应用前景。