萃取精馏溶剂选择的研究进展

本文概括论述了萃取精馏过程中影响溶剂选择的因素 ,在此基础上着重介绍了溶剂的选择方法。性质约束方法可分为 :试验法、经验筛选和活度系数法 ;计算机优化方法可分为计算机辅助分子设计法和人工神经网络法。

精馏过程的动态模拟

在各类典型精馏过程稳态模型的基础上,建立了6类典型非稳态精馏模型,并对动态精馏过程的开环响应进行了模拟计算.计算结果表明,实际精馏塔内存在的非平衡效应和惯性效应对非稳态精馏的动态响应过程有很大影响,其中惯性效应的影响更为突出.本文建立的三维非平衡混合池动态精馏模型充分地考虑了精馏过程中的非平衡效应和惯性效应,因此相信能够更适合于模拟实际的动态精馏过程.

精馏塔板上气液相界面积的测量与预测

利用现代的电子光学测试仪器和计算机图像处理技术较准确地测量了精馏塔板上鼓泡液体中气泡的粒径分布和相界面积 .同时 ,还从理论上分析了湍流液体中气泡变形与破碎的机理 ,提出了预测气液相界面积的多相湍流动力学模型 .模拟计算结果与实验测量数据的比较证明 ,此模型有较高的准确性 ,而且形式简单 。

精馏塔板相界面积的粒数衡算模型

通过对气液湍流系统中气泡的动力学行为进行分析推导出气泡破碎速率与聚并速率的表达式 ,在此基础上建立了描述气泡分散特性的粒数衡算模型 .求解粒数衡算方程可以计算精馏塔板上气泡的粒度分布以及气液相界面积 ,模拟计算的结果与实验测量的数据相当一致 ,证明可以利用粒数衡算模型较准确地预测气液湍流系统的分散性质 .

基于地理信息的电力线全景图像信息融合方法

提出一种基于地理信息的电力线全景图像拼接方法。首先利用自动巡检机器人同步采集电力线的可见光图像和红外图像,采用尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配算法分别拼接成全景图。其中红外全景图用于电力线的故障检测,可见光全景图对故障作进一步的可视化辅助检测,实现了故障信息、GPS信息和全景图像的融合,能够较精确地确定故障处的实际地理位置,提高了对电力线的维修效率。

多目标遗传算法在反应精馏优化中的应用

反应精馏是反应与精馏的复合过程,因其具有选择性强、投资少、能耗低等优点而受到研究者们的广泛关注,并且在工业生产中得到广泛的应用。利用人工神经网络(ANN)模型来模拟反应精馏过程。在建立ANN模型时,首先用ASPEN软件模拟计算出多组数据以弥补实验数据不多的不足,并在此基础上用多目标遗传算法(GA)进行操作条件的优化。优化结果表明,多目标遗传算法结合ANN对反应精馏进行优化是可行的,而且具有很高的精度。以合成乙酸乙酯的反应精馏过程为例说明上述模拟和优化方法。

萃取精馏溶剂的选择(Ⅱ)模糊综合评判方法

选择萃取精馏的溶剂要考虑多方面不同的因素,而且对这些因素的评价常常具有模糊的特点。本文提出一个模糊综合评判模型用于萃取精馏溶剂的选择。首先确定影响萃取精馏溶剂性质的各个因素对于各评判等级的隶属度,并得到模糊矩阵R;然后确定各目标变量的权重分配集A;最后给出全面考虑各方面因素的综合评判结果,对候选的萃取精馏溶剂进行优劣排序。通过对两个萃取精馏系统进行溶剂选择的实例证明,采用模糊综合评判方法进行溶剂筛选的方法是成功的,具有良好的工业应用前景。

基于有源阻尼的DFIG低电压穿越控制研究

随着以变速恒频双馈感应发电机(DFIG)为主体的大型风力发电机组单机容量的不断增大,电力系统对并网风力发电机在外部电网故障,特别是电网电压骤降故障下的不间断运行能力提出了更高要求。此处在深入分析DFIG弱阻尼特性的基础上,采用了一种新型的控制策略,在电流环中加入了有源阻尼后,对外部扰动有了明显的抑制作用。通过Matlab/Simulink仿真分析了加入有源阻尼后双馈发电机的特性,最后对此控制策略进行了实验验证,结果验证了控制策略的有效性。

萃取精馏溶剂的选择(Ⅰ)溶剂分子QSPR的人工神经网络模型

在分子模拟的基础上选择萃取精馏溶剂首先要建立描述溶剂分子结构与其性质之间定量关系(QSPR)的数学模型。本文采用分子连接性指数(MCI)表示溶剂分子的二维拓扑结构,它不仅可以表示构成分子的原子或基团的种类与数目,而且还可以反映原子或基团之间相互连接的特征;而溶剂主要的性质指标,如选择性与溶解性,都是无限稀释活度因子γ∞的函数。由于分子结构与γ∞之间的关系十分复杂,所以利用人工神经网络(ANN)模型描述溶剂的QSPR。组建了具有广泛代表性的数据库,并采用BP算法对ANN模型进行训练,证明训练成熟的ANN模型可以更准确地计算γ∞,优于当前普遍使用的UNIFAC方法。

模拟扩散系数的分子动力学方法

在分析当前应用的各类分子动力学方法的基础上提出一个2参数(即温度松弛时间和压力松弛时间)模型,采用正交实验确定了最优的模型参数,压力与温度松弛时间的最优值均为2fs.在最优条件下跟踪系统的体积变化,最大波动在10%之内.将该模型应用于不同温度下氩及超临界二氧化碳自扩散系数模拟,并用动力学理论对自扩散系数与温度、压力的关系进行了定性分析,结果与实验值吻合.说明新模型具有稳定而准确的特点.

非理想多元物系精馏点效率预测

提出计算非理想多元物系精馏点效率的方法，考虑了各组分分子间的交互作用对扩散传质过程的影响和塔板流体力学状态对汽液相际传质接触面积的影响．对３个多元物系的计算表明，该法能预测某些组分点效率的奇异性，且理论计算声、效率值与实测结果比较一致．

预测共沸物的同伦-牛顿联合方法

为了更有效地预测共沸系统,文内提出了同伦-牛顿联合算法,首先利用具有全局收敛性的同伦算法产生较好的初值,然后利用收敛速度快的牛顿算法求解共沸方程。应用联合方法预测了多个二元和三元非理想性物系的共沸点,结果表明,同伦-牛顿联合方法有较大的收敛范围,较高的迭代过程稳定性,较快的收敛速度。

预测非理想多元混合物精馏点效率的新模型

提出一个新的计算非理想多元元精馏物系Murphree点效率的方法，在计算塔板上鼓泡液体中汽液两相间的传质通量时，充分考虑了在扩散路径上混合物组成的变化所产生的影响，同时根据多相湍流动力学的原理计算了鼓泡液体中汽、液相的接触面积．利用这个新模型对6个多元非理想混合物的计算，表明它能够准确地预测某些组元点效率的奇异性，而且预测的精度明显地优于现有其他方法，证明它是一个有效的、可靠的非理想多元精馏点效率预测方法.

基于改进型特征匹配的图像拼接方案设计

探讨了图像拼接技术,分析了几种常用的配准算法,指出各算法的优缺点及适用环境,并综合考虑了图像拼接的信息提取、特征匹配、变换模型及图像融合等环节,提出一种基于改进型特征匹配的拼接设计方案,显著提高了图像拼接的准确率和效率。

一种新型高效分形液体分布器

液体分布器的性能对于填料塔的操作有至关重要的影响。传统的液体分布器通常存在着液体分布均匀性不好、操作弹性小、空间高度大等缺点,尤其当处理小流量液体时分布性能更差。以分形几何为理论基础,研究和设计出一种具有优良性能的新型高效液体分布器———分形液体分布器,证明具有自相似维数为2的H型分形液体分布器,既能保证液体喷淋点分布的几何均匀性,又能保证各喷淋点液体流率的均匀性。并且通过实验研究验证,与传统的液体分布器相比较,分形式分布器具有较高Klemas分布质量、较大的操作弹性、较小的空间高度等一系列优点,尤其是当液体流量很小时分形分布器依然保持优良的性能。

模拟复杂精馏过程的新算法

提出了适合于模拟复杂精馏系统的联合算法。在这个将改进的松驰法与修正的Ｎ－Ｒ法相结合的新算法中，逐步自动选择最优的μ值大大加快了松驰法的收敛速度，同时设置一个有效的开关不等式及时地将计算过程切换到Ｎ－Ｒ方法，并且利用修正的Ｈ－Ｓ方法求解具有带外非零元素的三对角块状矩阵方程组。通过对多个非理想物系和交联塔系精馏过程的模拟计算证明联合算法是一种较好的模拟算法，通用性强、可靠性高、收敛速度快，优于当前广泛使用的方程解耦法、同时校正法等算法。

Fractal液体分布器

提出了 1种以分形几何为理论基础的新型液体分布器———Fractal液体分布器。从流体动力学角度解释了Fractal液体分布器在理论上的分布均匀性 ,通过实验验证了Fractal液体分布器具有Klemas分布质量良好。

大型反应精馏塔板上传质过程的模拟

为深入研究反应精馏过程,介绍了大型塔板反应精馏的操作过程,并通过对塔板上液体流动分布以及化学反应过程的分析,建立了描述反应精馏过程的二维涡流扩散模型,模型中包括化学反应速率项,并引入液体速度分布函数表示塔板上不均匀速度场的影响.利用有限元法求解数学模型,得到了乙酐水合生成乙酸的反应精馏塔板上的浓度分布,并进一步分析了液相速度分布对应精馏效率的影响.研究结果有助于深入理解大型反应精馏塔板上的传质过程.

萃取溶剂选择的计算机辅助分子设计中的数学方法

萃取精馏是分离沸点相近或具有恒沸组成混合物的一种重要方法。选择最优的萃取剂是提高生产能力和降低能耗的根本途径。萃取剂选择的计算机辅助分子设计(CAMD)是基于性质估算的方法即通过CAMD来生成一组具有期望性质的分子,然后再对候选分子进行筛选。目前,CAMD法的研究主要可分为生成-验证、数学优化和组合优化。生成-验证法通常使用启发式的策略,是基于知识的,无法克服基团的组合爆炸问题,也不能保证结果的最优性;数学优化方法,包括混合整数非线性规划(MINLP)和混合整数线性规划(MILP),可用于表达非线性或线性的结构-性质关系,但准确表达结构-性质关系还有困难;组合优化法是使用遗传算法或模拟退火算法、禁忌搜索等的方法,理论上可克服以上问题。本文评述了以上三种方法在萃取精馏溶剂选择领域中的用途、原理及其工业化所面临的主要问题。

燃料电池技术在电催化反应领域的应用

燃料电池反应器是一种既能生产有价值化学品 ,又能同时发电的新型单元操作装置。由于其安全、反应易受控制、无污染 ,且能源资源利用率高的特点 ,日益受到各国工业部门的重视。本文评述了几类燃料电池反应器如酸性燃料电池、质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池的用途、工作原理及其实现工业化所面临的几个主要问题。