国家杰出青年科学基金(21125628)
- 作品数：28 被引量：92H指数：6
- 相关作者：贺高红肖武孙力吴雪梅李祥村更多>>
- 相关机构：大连理工大学曼彻斯特大学大连医科大学附属第一医院更多>>
- 发文基金：国家杰出青年科学基金国家自然科学基金中国石油科技创新基金更多>>
- 相关领域：化学工程一般工业技术石油与天然气工程自动化与计算机技术更多>>
- 响应面法优化PVA/PVDF复合膜纯化IPA的操作条件
- 2013年
- 常压下异丙醇与水形成共沸物,应用精馏法生产工艺能耗较大,本文采用自制的PVA/PVDF复合膜蒸汽渗透分离异丙醇(IPA)-水混合溶液,并应用响应面法确定最优的操作条件。首先,制备了理论交联度为8%的马来酸酐交联的PVA/PVDF复合膜:然后根据Box-Behnken中心组合实验设计原理,以膜的渗透通量和选择性为响应值,操作温度、IPA入膜浓度、膜渗透侧压力3个操作条件为影响因素进行实验:最后对实验结果进行响应面分析,得到了优化的操作条件并通过实验进行验证。综合考虑膜的渗透通量和选择性这2个响应值,求得实验所采用的PVA/PVDF复合膜在蒸汽渗透分离IPA水体系中的最优操作条件是:操作温度为95℃,IPA入膜浓度为82.5 wt.%,膜渗透侧压力为1 kPa,此时的渗透通量和选择性分别达到了1.57 kg/(m^2·h)和38.90。在此最佳操作条件下对模型预测值进行实验验证,膜的渗透通量和选择性的预测值与实验值的相对误差分别为5.7%和9.2%。
- 肖武周艳艳周齐华贺高红
- 关键词：响应面法蒸汽渗透PVAPVDF
- 咪唑鎓化聚醚砜CO_2固定载体分离膜的初探被引量：1
- 2014年
- 通过化学改性的方法以氯甲基辛基醚(CMOE)、1-甲基咪唑(MIm)和聚醚砜(PES)为材料制备了咪唑鎓化聚醚砜(Im PES),并以其为分离层,聚丙烯(PP)为支撑层制备了用于CO2分离的固定载体复合膜。考察了咪唑鎓化程度、聚合物浓度、操作温度和压力对Im PES/PP复合膜性能的影响。结果表明,咪唑鎓化程度(DIm)对复合膜的性能影响最大,随着咪唑鎓化程度的提高,特别是当DIm大于50%后,复合膜对CO2的分离性能有很大提高。当取代度DIm为64%、聚合物质量分数为20%、测试温度为30℃、压力为0.4MPa时,Im PES/PP复合膜的纯CO2渗透速率为23.92GPU,CO2/N2理想分离因子为65.34。
- 黄湛贺高红代岩阮雪华郭慧敏曾庆瑞
- 关键词：复合膜
- 综合考虑泵的设备及运行费用的换热网络优化被引量：1
- 2014年
- 流体流经换热设备产生的压降是影响换热网络综合的重要因素,且压降会对整个换热网络系统的稳态运行造成影响。因此在进行换热网络综合时,泵的设备购置费、运行泵的能耗费用需同换热设备费用和公用工程费用同时进行考虑。本文基于有分流的非等温混合分级换热网络超结构模型,并且去除流股给热系数为常数的假设,将流股的给热系数作为流股流速的函数,以换热网络最低年总费用作为本文数学模型的目标函数,综合考虑泵的设备购置费用和泵运行时的能耗费用,建立了一个换热网络同步综合的MINLP数学模型。采用改进的拟并行的遗传/模拟退火算法对该数学模型进行求解,可获得最优的压降值及最优流股给热系数下的换热网络结构。最后,通过具体的算例证明了模型的有效性和可靠性,达到了既简化换热网络结构又降低了年总费用的目标。
- 吴敏肖武贺高红
- 关键词：换热网络压降模拟退火算法混合整数非线性规划
- 亲和膜配基的结构和密度对胆红素吸附的影响被引量：14
- 2013年
- 体内存在过量的胆红素会引起神经系统疾病,严重时危及生命,常用循环吸附法去除,但是多数胆红素与白蛋白形成复合物,难于拆分,导致血清胆红素的吸附去除率降低。以醋酸纤维素/聚乙烯基亚胺共混亲和膜(CA/PEI膜)为基质,通过戊二醛活化,引入间隔臂,固载具有一定特异性吸附的5种有机胺和8种氨基酸配基,强化血清胆红素的去除效果。研究结果表明,虽然改性膜的伯胺基含量仅为CA/PEI膜的1/3,但是因间隔臂的引入和配基特异性的增强,4种改性膜的胆红素吸附量提高了100%以上,并且提高了胆红素相对于蛋白的吸附选择性。增加胺基和疏水结构有利于胆红素的吸附;羧基不利于胆红素吸附;胆红素吸附还受到配基密度和空间位阻等诸多因素的影响。苯环等空间位阻较大的配基,不利于实际胆红素的吸附,且无法通过提高配基密度而提高其改性膜的胆红素吸附量,而含直链胺配基的己二胺(3-HMD)改性膜的胆红素吸附量随配基密度的提高而提高。
- 鞠佳聂飞段志军贺高红
- 关键词：胆红素氨基酸空间位阻
- 考虑不确定汽电需求的蒸汽动力系统优化设计被引量：11
- 2013年
- 蒸汽动力系统优化设计不仅要保证系统全周期总费用最小,还要保证系统具有一定可操作性应对各种不确定变工况影响。本文提出了同时考虑汽电需求确定性多周期变化以及燃料、电力价格,汽电需求不确定性变化的蒸汽动力系统优化设计策略,专门提出不确定变化参数对优化目标及约束的影响以及数学表达,建立混合整数线性规划(MILP)优化模型进行求解,并应用于某石化企业蒸汽动力系统优化设计。实例设计结果表明,与按照传统策略设计结果相比,应用本文提出的考虑不确定参数的设计策略获得的优化方案,具体设计了针对不确定因素实现而对应的运行调度安排,降低年总费用,保证系统安全稳定运行,实现经济性和可操作性综合最优。
- 李晖孙力贺高红
- 关键词：蒸汽动力系统
- 遗传算法优化变工况板翅式换热器的通道排列被引量：6
- 2012年
- 板翅式换热器的通道排列优劣直接影响换热器传热性能和结构的紧凑性等,因此通道排列的优化是设计中的重中之重。传统的板翅式换热器优化设计中,往往是基于一个最大负荷工况点进行通道排列设计,忽略了当工况点变化较大时通道排列对传热性能的影响。但操作工况常常随季节、原料和生产情况的变化而变化,使换热器常常在偏离设计工况点下运行,导致换热效率较低。板翅式换热器的通道排列方案随着流股数成指数增加,且现有的设计方法大多是基于经验确定的,这需要花费设计人员大量的时间对换热器进行不断改进,以使得换热器符合设计要求,同时达到较优的传热效果。针对上述设计不足,运用在变工况下板翅式换热器的通道排列柔性设计的方法,以通道排列累积热负荷最小均方差为目标函数,提出采用遗传算法优化多股流板翅式换热器的通道排列。具体步骤:1)运用遗传算法获得各工况点下最优通道排列:2)利用柔性设计方法将以上获得的各工况下的最优通道排列整合成一个较优通道排列,使其在操作周期内以较优的状态工作;3)利用微调策略改进柔性设计通道排列,进一步降低累计热负荷均方差,得到最终的优化通道排列。最后对一个含一股热流体三股冷流体的板翅式换热器通道排列设计案例进行计算得出,采用本文的设计方法得到的最终通道排列在3个工况点下的累计热负荷均方差平均值为3632.48 W,较文献值3660.72 W低。而且该方法大大提高了设计速度,降低了设计人员的工作量,同时实现了板翅式换热器的柔性优化设计,使换热器能满足全年不同工况的操作要求,证明了该方法的有效性和优越性。
- 胡云云肖武贺高红
- 关键词：板翅式换热器遗传算法
- 基于时间Petri网优化设计单杂质间歇过程用水网络
- 2012年
- 近20年来,间歇过程用水网络的研究得到了人们的广泛关注,并取得了一定的发展。以往对间歇过程的水网络集成研究多采用图解法和数学规划法,图解法无法解决与水质、水量无关的目标或约束,数学规划法计算复杂且较难确定最优解。Petri网具有直观的图形表现能力和严密的数学基础,并且具有强有力的分析技术与手段,非常适合于系统的描述和分析。同时时间Petri网是在Petri网的基础上加入时间因素,可用来建立间歇系统的动态模型。故针对半连续间歇化工过程的单杂质用水网络,本文提出了基于时间Petri网建模的方法,分别对有中间储罐和无中间储罐间歇用水网络进行了研究,首先采用水级联分析法构建了夹点分析通用模型,能够快速准确地确定用水过程的水夹点位置和最小新鲜水需求量。然后根据Petri网的逻辑表述能力、动态传播特性、自主学习机制以及水网络设计原则、水网络综合基本原则和水源匹配规则建立了水网络综合Petri网通用模型,对有中间储罐的情况还确定了中间储罐的位置、数量与容量,实现了单杂质间歇过程用水网络的优化设计。最后对文献中实例进行了研究,得到的夹点位置、新鲜水用量以及用水网络与文献中一致,表明提出的方法是可行和有效的。该方法模型简单、直观,避免了水级联表格的繁复计算,拓展了Petri网在过程领域的应用。
- 李焕肖武贺高红都健
- 关键词：时间PETRI网用水网络
- 基于不确定蒸汽需求和设备故障的锅炉系统随机规划设计被引量：2
- 2014年
- 公用工程系统中锅炉系统设计不仅要考虑锅炉应对发生的故障的可靠性,还要保证系统具有一定应对蒸汽需求的波动的可操作性。本研究针对满足不确定蒸汽需求和考虑设备故障的锅炉系统设计,提出基于数学规划法的设计模型:对生产过程波动引起的不确定蒸汽需求以概率表达,采用Markov模型分析锅炉故障,表达为以一定概率发生的不确定参数。优化模型采用二阶段随机规划策略对蒸汽需求不确定波动和锅炉故障实现引起的约束违背进行补偿,以降低不确定变量对目标函数和约束条件的影响。以年总费用最小为目标,建立混合整数线性模型(MILP),实现锅炉系统配置,设备模式确定以及应对蒸汽需求波动和设备故障发生的补偿操作的优化设计。
- 刘畅孙力贺高红盖丽梅
- 关键词：不确定性优化设计
- 基于Petri网炼油厂氢气系统计划优化的研究被引量：1
- 2012年
- 为了降低炼油企业生产成本、实现节能降耗,必须保证氢气系统在最优的生产计划下运行。针对这一问题,本文将氢气总费用最小化作为生产计划优化目标,以某炼油厂为例,基于Petri网构建了氢系统中供氢装置和耗氢装置间的氢气匹配模型以及氢系统的费用模型,通过合理匹配供氢装置与耗氢装置的氢量得到氢气总费用最小时的生产计划。在Petri网得到的最优计划下氢系统氢气总费用为50335.0$/h,较优化前费用降低了23.4%,说明提出方法的可行性和有效性,对实际的炼油厂氢气系统优化计划具有一定的指导作用。
- 李焕肖武朱寅菲贺高红
- 关键词：PETRINETS
- 有序大孔-介孔Au-TiO_2复合材料的制备及其光催化性能被引量：1
- 2015年
- 为提高TiO2的光吸收和光催化能力,采用原位水热还原法将Au沉积到有序多孔TiO2上,制备了有序大孔-介孔Au-TiO2复合材料。材料的光催化活性以在紫外光和可见光辐射下降解罗丹明B来评价。漫反射吸收光谱显示Au-TiO2复合材料在400-800nm有较强的吸收。在紫外光和可见光辐射下,Au-TiO2复合材料的光催化活性优于TiO2。在紫外光下Au-TiO2-1.9是最高效的催化剂,3h内罗丹明B的降解率达84%,其表观速率常数K是TiO2的2.8倍。这主要是因为沉积Au纳米粒子能有效促进电荷的分离,提高光催化效率,但过量的Au成为表面电子-空穴复合的中心,反而降低其光催化能力。在紫外光下,罗丹明B的降解反应属于准一级动力学反应,光生空穴是主要的活性物质。阻抗测试显示Au-TiO2的圆弧半径小于TiO2,表明电荷传递效率提高,有利于光生电子-空穴对的分离和光催化性能的提高。
- 江广兰贺高红李祥村高梦娇刘丹高秋艳
- 关键词：光催化
