【摘 要】
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作为典型的高耗水工业,节水减排是我国钢铁工业可持续发展亟须解决的关键问题之一.本研究基于全过程污染控制策略,提出了面向钢铁工业园区水网络特点的多尺度优化建模方法,充分考虑了钢铁园区涉水单元-工序水网络-园区水网络等不同尺度水系统的用排水特点及相互作用,有助于进一步发掘园区节水减排新空间.在此基础上建立了园区水网络全局优化模型,利用数学规划方法来探索综合用水成本最低的园区水网络优化方案.一年产能为500万吨钢材的钢铁工业园区水网络优化案例研究表明,采用全过程污染控制策略的钢铁园区水网络全局优化方案,综合用水
【机 构】
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中国科学院过程工程研究所,北京100190;中国科学院大学,北京100049;中国科学院绿色过程与工程重点实验,北京100190;中国科学院过程工程研究所,北京100190;中国科学院绿色过程与工程重
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作为典型的高耗水工业,节水减排是我国钢铁工业可持续发展亟须解决的关键问题之一.本研究基于全过程污染控制策略,提出了面向钢铁工业园区水网络特点的多尺度优化建模方法,充分考虑了钢铁园区涉水单元-工序水网络-园区水网络等不同尺度水系统的用排水特点及相互作用,有助于进一步发掘园区节水减排新空间.在此基础上建立了园区水网络全局优化模型,利用数学规划方法来探索综合用水成本最低的园区水网络优化方案.一年产能为500万吨钢材的钢铁工业园区水网络优化案例研究表明,采用全过程污染控制策略的钢铁园区水网络全局优化方案,综合用水成本、新水用量及新水成本占比等用水指标与其他采用局部水污染控制技术的方案相比有较大幅度的降低,与园区现用水指标相比,各指标均降低20％以上.案例研究表明所提出的园区水网络优化模型可行有效,优化结果对于钢铁园区水污染控制技术的集成和水网络全局优化方案的精准确定具有重要的参考价值.
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以我国特色高铝粉煤灰为原料,采用酸-碱联合法制备莫来石-刚玉催化剂载体,利用比表面积全自动物理吸附仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-OES)等系列表征手段进行了深入分析.结果 表明,采用酸-碱联合法制备工艺,即首先在硫酸浓度为1.5 mol/L,反应温度为85℃,液固比为7,反应时间90 mira随后在NaOH浓度为200 g/L、反应温度为95℃、液固比15、反应时间150 min条件下预处理粉煤灰,二氧化硅的脱除率达到58.51％,非晶态二
D-泛酸(维生素B5)是一种重要的维生素,在饲料、化妆品和制药行业均有广阔的市场.酮泛解酸是泛酸生物合成途径的中间体,易内酯化为酮基泛解酸内酯,后者可立体选择性地转化为D-泛解酸,并进一步用于D-泛酸的生产.本工作提供了一种采用α-酮基异戊酸与甲醛经羟醛反应合成酮泛解酸的新方法.其中,反应物α-酮基异戊酸可由葡萄糖原料经发酵法生产.结果 表明,以葡萄糖为碳源,经克雷伯氏肺炎杆菌发酵能高水平生产D-泛酸生物合成途径的关键前体—α-酮基异戊酸.采用商品α-酮基异戊酸开发一种新型的酮泛解酸合成方法;分析合成反应
通过单宁酸及聚多巴胺涂覆,制备了单宁酸(TA)-聚偏氟乙烯(PVDF)纳滤膜,同时评价了改性膜对刚果红、伊文思蓝、活性嫩黄等染料的分离性能.结果 表明,改性后膜表面粗糙度略微增大,亲水性明显增强.同时,改性膜具有水下超疏油的性质,能够完全抵抗水下油污的污染.2wt％ TA-PVDF纳滤膜对多种染料的截留率能达到96.5％以上,且对刚果红、伊文思蓝、活性嫩黄等染料的截留通量都超过65.7 L/(m2·h·bar).另外,改性膜在染料分离时截留通量基本不变,稳定性较强,在工业染料废水处理方面有一定的应用前景.
随着化工行业的迅速发展,利用纳滤膜对有机溶剂进行高效分离受到了越来越多的关注,但有机溶剂纳滤膜通量和选择性之间普遍存在trade-off效应的限制.以相对疏水的g-C3N4纳米片和亲水的直链淀粉(amylose,AM)为构筑单元,利用双针头静电雾化技术制备了异质结构的g-C3N4@AM层状膜.亲水的直链淀粉促进了极性溶剂的溶解,相对疏水的g-C3N4纳米片实现了通道对极性溶剂的低阻力扩散;两者协同,极大地增强了膜对极性溶剂的渗透性能,而不降低分离能力.与纯g-C3N4层状膜相比,g-C3N4@AM层状膜对
二维过渡金属碳/氮化物(MXene)是一种新型二维材料,可通过从MAX相前体中选择性刻蚀A原子层获得.在传统制备MXene的方法中,常用的刻蚀剂是氢氟酸.然而高浓度氢氟酸的使用,不可避免会带来安全问题,甚至破坏MXene的晶体结构,从而限制本征物理化学性能.从典型的碳化物前体Ti3AlC2出发,使用NH4BF4作为刻蚀剂,有效降低体系中酸的使用量;在反应过程中,刻蚀A层的同时,NH+4进入堆垛层间,扩大层间距,弱化层间作用力.因此,仅通过简单手摇就可以实现高效剥离,得到具有完整晶体结构的二维Ti3C2.进
目前,天然气水合物成藏和开采是新能源开发应用的热点,但海域沉积物中天然气水合物的形成/分解特性,及盐离子对水合物稳定性的影响等关键问题亟待解决.利用天然气水合物原位取样技术对甲烷水合物在含盐多孔介质中生成和分解过程进行原位扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)测试和能谱分析(Energy Dispersive Spectrometry,EDS),系统研究了含0.5 mol/L NaCl溶液的蒙脱石中甲烷水合物生成、分解过程中形貌的变化及离子分布特征.研究发现水合物生成
通过搭建坑道限制条件下小尺寸喷射火实验装置,模拟研究埋地管道泄漏场景中引发的水平喷射火火焰特性.火焰受坑道侧壁的限制,先撞击坑道而后沿着侧壁向上发展形成垂直火焰.实验结果表明,随着泄漏质量流量的增加,火焰长度先增加后减小,而火焰宽度不断增加.同时发现,在一定条件下火焰两侧会出现涡旋对,形成一对反向旋转的火焰,为了探究其形成原因及产生条件,结合数值模拟手段进一步研究了火焰流场不稳定性.
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近年来,随着化学工艺、设备的复杂化和大型化程度不断深入,如何为化工企业及时、准确地诊断故障、排除事故,成为一个极具挑战性的问题.目前,以深度学习为代表的化工过程故障检测与诊断技术成为业界解决问题的主要思路之一,但现有深度方法在构建诊断模型时只关注了变量的非线性高阶特征,不能充分、全面地挖掘多源交互信息,难以有效地融合各类异构数据.基于此,提出一种基于极深因子分解机的化工过程故障诊断方法,通过并行融合三类不同网络模型(分解机模型、深度神经网络模型、压缩交互网络模型),实现对高阶、低阶及线性特征的自动提取和高