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
- 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
- SiO2-TiO2多孔复合材料的制备及其吸附性能研究被引量：4
- 2014年
- 以四异丙基钛酸酯(TIP)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用表面活性剂自组装软模板法将SiO2掺杂到TiO2中,成功制备了SiO2-TiO2有序多孔复合材料。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和红外光谱分析(FTIR)等测试手段对材料进行了表征,结果表明:SiO2-TiO2多孔复合材料中存在Ti—O—Ti、Si—O—Si和Ti—O—Si 3种化学键。将制备的多孔复合材料进一步—SO3H功能化(SiO2-TiO2-SO3H),以水溶液中的碱性品红为目标污染物,考察了改性材料对染料的吸附性能,结果显示,经—SO3H功能化的材料具有较优的吸附性能,吸附率达到90%以上。染料的吸附动力学能很好的符合伪二级动力学模型,经线性拟合得到的相关系数R2均大于0.996。
- 刘丹李祥村贺高红张洪磊江广兰边腾飞
- 关键词：化学工程SIO2-TIO2多孔复合材料功能化
- 麦秆制油过程与公用工程系统集成的模拟与分析
- 2014年
- 生物质制油过程可分为生物质收集、生物质快速热解、生物油气化、水汽变换、酸性气体净化和二氧化碳捕集、费托(FT)合成和合成原油提炼,以及尾气处理等部分。公用工程系统通过燃料燃烧产生蒸汽、发电、做功,以满足生产过程所需的蒸汽、水、电、功等。公用工程系统燃料为生产过程尾气,外购天然气或其他燃料。生产过程尾气主要包括费托合成过程和合成原油提炼过程尾气,其主要成分为CO、H2、CH4、C2H6、C3H8。生产过程尾气既可以作为公用工程系统燃料,也可以通过重整操作回收其有效组分CO和H2在生产系统循环利用,但公用工程系统需补充外购燃料。本研究以麦秆为生物质原料,基于生产过程和公用工程系统ASPEN模拟,分析生产过程操作参数和尾气处理方式对生产过程产品产量,公用工程系统燃料选择的影响,根据年总收益最大化确定最优的麦秆制油过程和公用工程系统设计。
- 徐彬孙力贺高红
- 关键词：生物质公用工程系统
