低浓度DMF废水的热集成回收新工艺

针对普通精馏回收低浓度废水中的DMF能耗高问题,本文提出了6种热集成节能方案,尽可能充分利用各物流的潜热和显热,以期达到降低能耗的目的:1)初始三效精馏工艺;2)增加多级进料预热器的三效精馏;3)四效精馏工艺;4)带热泵的三效精馏;5)单塔热泵精馏;6)改进的单塔热泵精馏。并应用Aspen Plus流程模拟软件对6种节能方案进行了模拟计算。结果表明:对于低浓度DMF废水体系,多效精馏和热泵精馏与普通单塔精馏相比,均有显著的节能效果;增加多级进料预热系统,充分利用物流的潜热和显热,能耗明显降低;四效精馏与增加多级进料预热器的三效精馏节能效果相当;热泵精馏比多效精馏更加节能;改进的单塔热泵精馏最节能,节能率达到79%,每小时仅需3.6t的低压蒸汽,就可处理10t的废水,回收0.5t的DMF。六种节能方案比普通精馏节省约37.1%、47.6%、47.2%、67.9%、73.3%、79.0%的能耗。本文的研究结果对老装置的改造和新装置的设计有一定的指导意义。     

共沸精馏分离烯丙醇-水的工艺模拟及优化

研究了一种以苯为共沸剂的烯丙醇-水的共沸精馏工艺,运用专业软件Aspen Plus7.2版的Rad Frac精馏模块,选择NRTL热力学模型对该体系进行了工艺模拟及计算。考察了理论板数、进料位置、回流进料比等参数对分离效果的影响,并进行了参数优化。结果表明:理论板数为20块,进料位置为10块,回流进料比为3.5,塔釜烯丙醇的纯度能达到99.88%,回收率能达到99.9%,验证了工艺的可行性,并对某企业1万吨/年烯丙醇脱水工艺进行了优化设计。     

热集成变压精馏分离乙二胺水溶液的模拟

基于乙二胺和水物系共沸组成随压力变化显著的特点,采用变压精馏工艺分离乙二胺和水物系:为了降低变压精馏工艺的能耗,提出了热集成变压精馏新工艺。使用ChemCAD软件,对变压精馏工艺和热集成变压精馏工艺进行了模拟。结果表明:采用变压精馏工艺和热集成变压精馏工艺都能实现乙二胺和水共沸物的高纯度分离,每个产品的纯度都可以达到99%;与变压精馏工艺相比,采用热集成变压精馏工艺,加热公用工程可节能33.91%;冷却公用工程可以节能34.94%。     

热集成变压精馏分离甲缩醛和甲醇工艺模拟及优化

在分析甲缩醛和甲醇二元体系共沸特性基础上,提出热集成变压精馏分离甲缩醛和甲醇共沸体系的工艺方法。利用AspenPlus软件对该分离过程进行模拟计算,采用NRTL方程作为物性计算模型,其二元交互作用参数由汽液相平衡数据回归,详细分析了加压塔和常压塔的理论板数、进料位置和回流比对分离过程的影响,并进行能耗比较。结果表明,采用热集成变压精馏分离工艺,可很好地实现甲缩醛与甲醇的分离,较佳的操作条件为:加压塔操作压力1.0MPa,理论板数28,第18块板进料,回流比3.2,塔釜甲缩醛含量可达99.9%;常压塔操作压力0.1 MPa,理论板数24,第14块板进料,回流比2.6,塔釜甲醇含量可达99.5%。与常规变压精馏相比较,热集成变压精馏可节省能耗达35.5%,为共沸物分离过程的设计和改造提供依据。     

异戊二烯萃取精馏过程的能量分析与节能

萃取剂的选取、用量及萃取精馏流程的集成是影响萃取精馏过程能耗的重要因素。本文对从C_5馏分中萃取精馏分离异戊二烯过程的能耗进行了分析,在ACN为萃取剂条件下,采用常规塔序热集成方案可以节能42．91%,在满足工艺指标的条件下,采用热偶精馏流程可以节省过程能耗58．70%。     

催化精馏隔壁塔合成乙酸乙酯的模拟研究

提出应用催化精馏隔壁塔合成乙酸乙酯的新工艺流程,以催化精馏隔壁塔替代常规催化精馏塔及乙酸乙酯塔.利用Aspen Plus模拟软件,模拟催化精馏隔壁塔及常规工艺流程,比较分析2种工艺流程塔内的液相组成分布以及温度分布,并分析液相分配比对催化精馏隔壁塔的影响.证明催化精馏隔壁塔既可节能25.7%,又可降低设备投资费用和操作费用.     

醋酸脱水非均相共沸精馏过程多稳态研究

非均相共沸精馏过程中存在多稳态现象,它给共沸精馏过程的分析和控制带来了用难.本文利用流程模拟软件Aspen Plus对以醋酸正丁酯为共沸剂的醋酸脱水共沸精馏过程进行模拟计算.在稳态模型基础上,选择酯相进料流量为操作变量,塔底出料中醋酸含量为观察变量,对醋酸脱水系统进行灵敏度分析.分析结果表明,系统中存在多稳态区域,不同稳态下系统的行为特征相差较大.对开环系统进行动态脉冲测试表明,系统在酯相进料流量正脉冲作用下会从正常工作的稳态变化到低稳态,而通过控制精馏塔内温度变化区间的位置能够保证系统运行在所需的稳态上.最后,针对非均相共沸精馏过程模拟计算很难收敛到所需稳态的问题,本文分析指出可以通过酯进料流量的调节使模型计算收敛到所需的稳态.本文的多稳态研究方法较容易扩展到其它的非均相共沸精馏体系,研究结果将为实际共沸精馏过程的分析设计提供参考.     

化工精馏高效节能技术开发及应用

高效节能精馏流程通过优化构造流程结构,合理利用精馏塔顶蒸汽的冷凝潜热,可以大幅度降低精馏过程的能耗.本文系统研究各种节能型精馏流程,重点分析3种热泵精馏、4种多效精馏和4种热偶精馏的流程特点,建立节能型精馏流程优化模拟及分析系统,将模拟优化计算的结果与普通精馏流程对比.结果表明,热泵精馏节能率可达80%以上,多效精馏40%以上,热偶精馏20%以上,为工业化应用提供设计依据和友好的平台.     

精对苯二甲酸装置溶剂脱水塔水相回流对分离效果影响的研究

在醋酸脱水共沸精馏系统中,水相回流不仅能调节物料平衡,而且能控制塔顶出料中的醋酸浓度.在醋酸脱水系统设计和控制的研究中,水相回流往往给定一个固定的流量,很少被用作控制变量,水相回流与精馏塔的进料变化及出料组成的关系未见报道.本文利用Aspen Plus流程模拟软件模拟计算精对苯二甲酸(PTA)装置溶剂脱水共沸精馏系统.利用三元相图分析醋酸-水-醋酸正丁酯(HAC-H2O-NBA)体系中,进料组成变化与水相同流和酯相回流之间的关系.在稳态模型的基础上模拟分析进料中水含量和杂质对二甲苯(Px)对水相回流的影响,结果与相图分析一致.研究结果表明:对于某一特定的出料要求,当进料水含量高于69%时,水相回流可以降低为零,如果此时进料组成发生变化,只要调节酯相回流即可保证精馏塔的分离要求,而当进料水含量低于69%时,水相回流需要进行调节以保证塔顶采出水中醋酸含量合格:不能让杂质PX在塔内累积过多,以免因水相回流大量增加而使塔的能耗增加.本文的研究很容易扩展到其它具有特定出料要求的醋酸脱水共沸精馏系统中,研究结果将为实际生产过程中精馏塔出料组成和能耗的控制提供参考.     

隔壁塔反应精馏合成异丙醇模拟及节能效益研究

采用反应精馏隔壁塔技术,以甲醇钠为催化剂,通过乙酸异丙酯与甲醇酯交换反应合成异丙醇。利用Aspen Plus模拟软件对常规反应精馏工艺和反应精馏隔壁塔工艺分别进行模拟分析。结果表明:与常规反应精馏工艺相比,反应精馏隔壁塔不但可以得到纯度99.8%以上的异丙醇产品,而且异丙醇收率98.54%,节能20.4%。     

新型岩土工程FBG测斜传感器的开发与验证

边坡内部角度的测量是决定边坡安全预警的重要因素,本文考虑边坡上覆压力的几种工况,结合GEO-studio软件加载实验的模拟边坡加载实验结果,设计了一种使用3D打印技术封装的FBG测斜传感器,通过标定实验得到角度与FBG波长的线性关系。模拟边坡加载实验分析了上部荷载对新型FBG传感器波长变化的影响,并将结果与软件模拟结果进行对比分析,发现两种边坡加载实验的结果趋于一致。该新型传感器成功的消除了温度变化的影响。     

顾及任务适宜度的时空谱多星协同观测方法研究

基于多源遥感卫星的时间、空间、光谱协同优化观测是国土资源与生态环境安全监测技术研究的重要内容。针对已有多星协同观测任务规划方法在地物光谱特性方面考虑不足的问题,分析了典型观测目标分类、地物波谱特性、传感器波段、卫星载荷之间的逻辑递推关系,提出了面向优化目标函数的适宜度指标,构建了时空谱一体化的多星对点目标协同观测的约束优化模型;进而,采用基于启发式规则的贪婪算法对模型进行求解,实现任务优先级和任务适宜度的同步优化。最后,以新疆尾矿库污染、耕地荒漠化、水资源污染和城镇发展应用问题为例对本文提出的方法进行实际仿真实验,验证了研究内容的先进性和实际应用价值。     

基于STM32的多通道照度计的设计

照度是照射在某一单位面积上的入射光总量,其大小取决于光源的发光强度,以及被照物体和光源之间的距离。适当的照度可以提高工作效率,对人产生积极的影响。介绍了一种用于信号检测的多通道照度计的设计原理和实现方法。该照度计以STM32作为微控制器,利用TSL2561芯片实现光电转换以及模数转换。通过TCA9548A芯片实现多个TSL2561与STM32连接。利用W5500以太网模块实现STM32与上位机之间的通讯。通过数据处理进一步提高测量效率,减少测量误差。实际测试结果表明:经过数据拟合进行定标后,该照度计测量误差在8%以内,可以满足在实际测量的需求,具有成本低、效率高和性能可靠等优点,可以满足工程应用中多通道光照强度快速测量的需要。     

应用于MOEMS集成的TSV技术研究

硅通孔(TSV)通过缩短互连长度可实现低延迟、低功耗等目的。对应用于微光机电系统(MOEMS)集成的TSV工艺进行了研究,通过ICP-DRIE参数优化获得了陡直TSV通孔;通过金-金键合及bottom-up法,实现了TSV的无缺陷填充;对填充后的TSV进行电学表征,测试结果表明,单个TSV的电阻平均值为0.199Ω、相邻两个TSV的电容在无偏压时为170.45 fF、TSV的漏电流在100 V时为9.43 pA,具有良好的电学特性。     

基于低温SQUID瞬变电磁系统的涡流补偿方法

为了避免瞬变电磁法TEM(Transient Electromagnetic Method)系统中的金属成分受发射场激发带来的涡流干扰,本文利用传输函数与发射场卷积获得系统涡流大小,并进行抵扣,以获得真实的地下响应信号。文中介绍了瞬变电磁法工作原理,描述了涡流形态及对SQUID接收信号的影响,同时建立了SQUID系统传输函数的测量装置,并对该传输函数的卷积效果进行了验证,确保卷积结果与实测结果一致。实验结果证明该涡流补偿方法可以应用于实际探矿工作中,提高了探测精准度。     

Handling non-canonical software requirements based on Annotated Predicate Calculus

Eliciting requirements for a proposed system inevitably involves the problem of handling undesirable information about customer's needs, including inconsistency, vagueness, redundancy, or incompleteness. We term the requirements statements involved in the undesirable information non-canonical software requirements. In this paper, we propose an approach to handling non-canonical software requirements based on Annotated Predicate Calculus (APC). Informally, by defining a special belief lattice appropriate for representing the stakeholder's belief in requirements statements, we construct a new form of APC to formalize requirements specifications. We then show how the APC can be employed to characterize non-canonical requirements. Finally, we show how the approach can be used to handle non-canonical requirements through a case study. Kedian Mu received B.Sc. degree in applied mathematics from Beijing Institute of Technology, Beijing, China, in 1997, M.Sc. degree in probability and mathematical statistics from Beijing Institute of Technology, Beijing, China, in 2000, and Ph.D. in applied mathematics from Peking University, Beijing, China, in 2003. From 2003 to 2005, he was a postdoctoral researcher at Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences, China. He is currently an assistant professor at School of Mathematical Sciences, Peking University, Beijing, China. His research interests include uncertain reasoning in artificial intelligence, knowledge engineering and science, and requirements engineering. Zhi Jin was awarded B.Sc. in computer science from Zhejiang University, Hangzhou, China, in 1984, and studied for her M.Sc. in computer science (expert system) and her Ph.D. in computer science (artificial intelligence) at National Defence University of Technology, Changsha, China. She was awarded Ph.D. in 1992. She is a senior member of China Computer Federation. She is currently a professor at Academy of Mathematics and System Sciences, Chinese Academy of Science. Her research interests include knowledge-based systems, artificial intelligence, requirements engineering, ontology engineering, etc. Her current research focuses on ontology-based requirements elicitation and analysis. She has got about 60 papers published, including co-authoring one book. Ruqian Lu is a professor of computer science of the Institute of Mathematics, Chinese Academy of Sciences. His research interests include artificial intelligence, knowledge engineering and knowledge based software engineering. He designed the “Tian Ma” software systems that have been widely applied in more than 20 fields, including the national defense and the economy. He has won two first class awards from Chinese Academy of Sciences and a National second class prize from the Ministry of Science and Technology. He has also won the sixth Hua Lookeng Prize for Mathematics. Yan Peng received B.Sc. degree in software from Jilin University, Changchun, China, in 1992. From June 2002 to December 2005, he studied for his M.E. in software engineering at College of Software Engineering, Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China. He was awarded M.E degree in 2006. He is currently responsible for CRM (customer relationship management) and BI (business intelligence) project in the BONG. His research interests include customer relationship management, business intelligence, data ming, software engineering and requirements engineering.     

基于动态时间规整的磁偏角修正地磁匹配导航算法

在室内环境中,建筑结构会对地磁场强度和磁偏角造成一定的、较稳定的影响,所以进行室内导航时,可以利用地磁场强度和磁偏角来修正航位推算产生的累积误差。因此先采集地磁场强度和磁偏角离散数据,并采用广义延拓逼近方法对匹配区域内的离散数据进行处理,建立起三轴地磁场强度和磁偏角的数据库。其中磁偏角数据库用于优化惯性模块输出的航向角,地磁场强度数据库用于匹配导航。在测量得到的地磁场强序列与地磁数据库中的地磁场强序列的匹配过程中,由于匹配序列长度不一致的因素,因此需要引入动态时间规整的思想,并采用Hausdorff距离方法提升匹配定位精度。在测试过程中,无里程信息辅助的地磁匹配定位精度在4.65m(97.7%)以内;基于磁偏角补偿和里程信息辅助的地磁匹配平均定位精度为0.73m,其中有93.7%在1m以内,本方法可以实现亚米级的定位精度。     

一种基于视觉和深度信息的山体裂缝宽度测量方法仿真研究

山体滑坡裂缝监测可以作为预测滑坡趋势的重要依据,可以有效地预警滑坡的产生。对此提出一种基于视觉和深度信息的山体裂缝宽度测量方法。采用近景摄影方式,通过霍夫变换识别预先设计的标志圆形,找出圆心坐标,进而转换到世界坐标系下计算出两圆心的距离,通过监测圆心距离来反映裂缝的大小变化。同时还深入探究了摄像头平移、旋转等因素对测试精度的影响。实验与测试结果显示本方法的测试精度达到2mm以内。     

内蒙古某低品位铅锌矿生物浸出研究

内蒙古某低品位铅锌矿成份复杂,矿石中的金属矿物占矿物相对含量的7.23%,矿物之间的嵌布关系较为复杂,难以解离。对该矿进行生物浸出,研究结果表明：当矿浆浓度10%,粒度〈40μm占80%,20×10~7 cell·m L^（-1）菌液接种方式,初始p H值1.8,初始电位650 m V,浸出温度45℃,充气量为0.8 m^3·h^（-1）时,锌浸出率接近100%。生物浸出的浸出率是直接酸浸的7倍,矿石粒度3.9~10 mm和间歇喷淋有利于生物柱浸。     

复杂金精矿焙烧预氧化-氰化提金工艺研究

某富含砷复杂金精矿主要金属矿物为黄铁矿和毒砂,占金属矿物含量的98.19%。金主要以微粒金和超显微金形态存在,常规氰化时浸出率只有40%。通过固定床两段焙烧、固定床常规一段焙烧、间断式沸腾焙烧和连续式沸腾焙烧试验等一系列焙烧预氧化-氰化提金工艺试验,发现固定床两段焙烧是处理该精矿的最佳工艺选择。在一段焙烧温度500℃、焙烧时间1 h、充气氧含量3%和二段焙烧温度650℃、焙烧时间1 h、充气氧含量21%条件下,金浸出率可达91.40%。