化工过程功量交换回收效率理论

化工过程中气体流股经常具有流量大、压力高的特点,因而有功量回收应用潜力,而气体可压缩的特点给功量回收效率分析带来困难。针对功量交换器往复式和离心式两种机械结构,分别对气体-气体（气气）功量交换推导了功量回收效率表达式,并通过合理假设进行简化,对比分析了两种结构下功量回收效率理论值。并对两种结构形式下不同物流相态匹配的功量回收效率计算式进行了表述,针对往复式结构能够突出物流相态对气体功量回收效率的特殊影响,对往复式结构下不同物流相态匹配下的功量回收效率进行了比较和分析。研究表明,功量交换结构对气体功量回收效率有重要影响,往复式结构功量回收效率为随压比增大而减小的幂函数关系,而离心式结构功量回收效率还与高低压流股初始体积流量比有关。离心式结构能够实现比往复式结构大的功量回收效率和高于高压流股初始压力的目标压力。在同样压比下,往复式结构中液液功量交换具有最高的功量回收效率（理想值为100%）,气液功量交换和液气功量交换值依次减小,而气气功量回收效率最低,而离心式结构同样还与高低压初始体积流量比有关。     

用夹点分析法对换热网络用能的诊断和调优

本文概述了夹点技术、夹点分析法的发展概况。用问题表格法算出了某炼油厂常压精馏换热网络过程的夹点，用夹点分析法之一——“格子图”查出了跨夹点的换热器，经计算给出了有较大节能效果的改造方案。     

基于最佳ΔTmin的催化裂化装置低温余热回收网络设计

为使石化企业大量的低温余热得到充分利用,以某12万t/a加工重油的催化裂化中试装置单元存在的低温余热作为研究对象,采用问题表格法讨论了该系统最小传热温差ΔTmin对最小公用工程加热负荷QH,min的影响,得到最佳的ΔTmin为15℃,在此ΔTmin下,该过程最小公用工程加热负荷QH,min为409 364.10 kW,所需的最小公用工程冷却负荷QC,min为163 763.95kW。介绍了夹点技术,换热网络设计采用夹点之上的设计和夹点之下2步分别优化,并得到最终的综合换热网络。     

Texaco煤气化灰水处理功量交换应用分析

Texaco煤气化灰水处理工艺过程耗能巨大,该过程涉及到灰水温度、压力等参数的大幅度变化,蕴含着大量的可回收机械能.功量交换可实现高压流体向低压流体压力能的传递,提供了一种系统能量综合与集成的新手段.对现有工艺中蕴含的可回收机械能做了简要计算,进行了比(火用)分析.结果表明:对于一个30万t/a合成氨的煤化工企业,Te...     

碳排放限制的能源规划问题的图表优化法

能源系统是二氧化碳的主要排放源,因而能源的规划必须考虑CO₂排放量的限制。本文采用图形方法合成了受碳排放限制的能源规划问题的总组合曲线,求得最小零碳能源目标,同时提出了与总组合曲线对应的组合表格算法,并将该图形和表格方法推广到多种清洁能源问题中。该方法不含迭代、试差步骤,在求解多种清洁能源问题时,可一步求得所有清洁能源的目标,比以往的方法更为简捷。爱尔兰电力部门的实例分析证明了该方法的有效性。     

质量交换网络集成的状态空间法

State space approach is an effective method to mass-exchange network (MEN) synthesis. By decomposing the network into two interactive parts, a distribution network and a process operator, the synthesis problem can be formulated into a mixed integer nonlinear programming (MINLP) model. In this article, a generalized state space model based on typical MEN is established and verified in two cases. A new asymmetrical operator and cost index are also adopted to speed up the solution process. The results demonstrate the efficiency of the proposed approach.     

功指数法用于磷矿石磨矿机能力的计算

<正> 磨矿机广泛应用于冶金、化工、建材、煤炭、陶瓷等工业部门。对于磨机的计算与选择,国外多采用邦德功指数法,我国以往多用容积法,近年来也逐渐采用功指数法。我们根据磷矿粉磨机(干式磨机)的特点和实验室的     

影响钠离子交换效率的因素

有关钠离子交换的效率,除了与交换器的运行方式有关外,还与交换剂本身、交换器的构造等有关。     

基于转运模型的功交换网络综合

功交换网络作为能量回收系统的重要组成部分,其设计水平的高低对过程系统的能耗将有着重要的影响,但是目前对功网络综合的研究仍处于理论研究的起步阶段.本文根据功级联分析,首次提出了一种基于转运模型进行功交换网络综合的新方法.该方法以公用工程用量最小为目标函数,建立了适用于等温过程的LP数学模型.通过提出构造低压流股压力中间值的策略,解决直接式功交换匹配过程中压力约束的限制,在每个压力间隔内寻求可行流股匹配,从而得到功交换的初始网络结构;再根据所提的合并相邻压力间隔的策略,进一步减少公用工程用量,进而达到优化网络结构的目的.最后通过实例计算,验证了本文方法的可行性及有效性.     

基于分解算法的功热交换网络多目标优化

功热网络设计问题指在流程设计中对变压和换热过程进行耦合优化设计的问题,以此来提高整体系统的能效并降低成本。前人工作中一般采用数学规划法对功热网络建模优化。然而,由于存在变压过程和换热器面积计算的非线性约束,以及换热匹配的二元变量,整体模型往往是一个高度非凸的混合整数非线性规划模型,难以求解。本文提出一种高效的功热网络优化方法。模型中分别用透平压缩机和换热器实现功热网络中轴功和热的交换。求解过程采用分解算法,主问题中用随机算法对关键变量优化,功和热两个子网络问题中用确定性算法求解。目标函数考虑了经济和环境影响。案例测试对比了不同优化目标得到的结果以及多目标Pareto曲线,验证了所提出方法的高效性。     

一种应用于换热网络综合的阻尼优化方法

针对启发式方法优化换热网络在优化后期易陷入局部极值的问题,提出一种阻尼优化方法,即通过引入延缓概率的概念,以一定的概率不接受费用下降的结构,延缓该结构形成固定匹配,避免因连续变量优化过快导致整型变量优化不充分而陷入局部最优。通过探讨不同阶段的优化特点及优化陷入局部极值的成因,进而提出分阶段延缓策略,合理调控延缓条件以及延缓概率的取值,从而提高算法的全局搜索能力。最后采用四个不同规模的算例进行验证,结果表明该方法可有效地跳出局部最优解,促进结构的进一步优化。     

提高水式轮碾机效率的途径

轮碾机因取材方便 ,不污染原料 ,控制细度容易 ,在陶瓷行业中被广泛应用 ,缺点是生产效率低。造成轮碾机粉碎效率低的原因是 :1)“过粉碎”较严重。如将硬质原料石英等粉碎至 8 细度要求的物料 ,其 2 0 0目以上的细粉含量可达到 2 0 %以上 ,细粉得不到及时卸料会造成粉碎效率低。2 )喂料不恰当。为减少动力消耗水式轮碾机一般不设置“刮板” ,其喂料与卸料主要靠碾轮与碾盘之间的相对滑动产生的切线方向上的力进行工作。3 )碾轮与碾盘之间的相对滑动。由于碾轮外周线速度与内周线速度存在一定的速度差 ,碾轮与碾盘相对速度为 0的点在碾轮的…     

具有最小压缩功的氢网络优化设计

炼油厂用氢装置多在高压下操作,为此配置有很多新氢和循环氢压缩机用于提升氢气流股的压力,从而消耗大量的压缩功,同时大量地增加了炼油厂的操作费用。因此,氢网络的优化,除了需要优化氢气公用工程的用量,减少整个网络的压缩功也十分重要。本文借鉴邻近算法的思想,进一步考虑压力约束,提出了改进邻近算法以及压力-浓度图,能够设计具有最小压缩功的氢网络。案例分析所求得的最小压缩功为16.435 MJ,压缩机数目为9个,比文献优化结果减少两个。     

Stable benzimidazole-incorporated porous polymer network for carbon capture with high efficiency and low cost

Porous Polymer Networks (PPNs) are an emerging category of advanced porous materials that are of interest for carbon dioxide capture due to their great stabilities and convenient functionalization processes. In this work, an intrinsically-functionalized porous network, PPN-101, was prepared from commercially accessible materials via an easy two-step synthesis. It has a BET surface area of 1095 m²/g. Due to the presence of the benzimidazole units in the framework, its CO₂ uptake at 273 K reaches 115 cm³/g and its calculated CO₂/N₂ selectivity is 199, which indicates its potential for CO₂/N₂ separation. The great stability, large CO₂/N₂ selectivity and low production cost make PPN-101 a promising material for industrial separation of CO₂ from flue gas. Its H₂ and CH₄ uptake properties were also investigated.     

A new method for determining the efficiency of tray columns with downcomers

A new method for determining the efficiency of columns with sieve, sieve-valve, valve, bubble cap and tunnel trays is introduced, taking into consideration entrainment, weeping and mixing of liquid on the tray. The presented calculation concept is valid for any stripping factors and any quality of liquid mixing on the tray. A comparison of the new calculation concept with experimental data from literature resulted in an average relative deviation of approx. 8% between the sieve tray efficiencies. The comparison of calculated values with experimental data for sieve-valve, valve and tunnel trays also produced a satisfactory agreement.     

Dynamic model-based sensor network design algorithm for system efficiency maximization

A dynamic model-based sensor network design (DMSND) algorithm has been developed for maximizing system efficiency for an estimator-based control system. The algorithm synthesizes the optimal sensor network in the face of disturbances or set point changes. Computational expense of the large-scale combinatorial optimization problem is significantly reduced by parallel computing and by using combination of three novel strategies: multi-rate sampling frequency, model order reduction, and use of an incumbent solution that enables early termination of evaluation of infeasible sensor sets. The developed algorithm is applied to an acid gas removal unit as part of an integrated gasification combined cycle power plant with carbon capture. Even though there are more than thousand process states and more than hundred candidate sensor locations, the optimal sensor network design problem for maximizing process efficiency could be solved within couple of hours for a given budget.     

Synthesis of polypyrrole nanowire network with high adenosine triphosphate release efficiency

A novel drug release system based on polypyrrole (PPy) nanowire network is developed for controlled adenosine triphosphate (ATP) release. Interestingly, the formation of the PPy nanowire networks is induced by ATP itself, i.e. ATP serves as both the morphology-directing agent and the model drug. More importantly, it should be pointed out that using ATP as morphology-directing agent for the formation of the PPy nanowire network can significantly increase the ATP release efficiency due to the high surface area of the resulting nanowire network. The experiment results show that ATP release efficiency increases from 53% (for conventional cauliflower-like PPy) to 90% (for PPy nanowire network) within 45 h upon electrical stimulation.     

移轴法计算解吸塔效率

在分析解吸塔效率基础上,采用移轴法推导出解吸塔效率公式。该法具有误差小,应用范围广的特点,且能方便地确定全塔效率,板效率和塔板数之间的关系。应用工厂实例进行计算、分析、证实了该法具有一定的实用性。