摘要：首先对以单泵串并联为基础的离心泵网络的设计与操作优化命题进行解析,提出此类命题的研究框架可按照优化命题的基本结构分类成目标函数、约束条件和求解算法三部分。分析认为目标函数的组成取决于命题背景,等式与不等式约束可按模块化原则从单泵到单泵调整、多泵组合,进而泵网络设计、泵网络操作各级命题研究;而求解算法则聚焦于混合整数非线性规划(mixed-integer nonlinear programming,MINLP)的凸性与非凸性研究。然后依次给出了各部分内容的研究综述,主题集中于优化目标构成、面向建模的泵基本特性方程、泵网络优化设计型问题、泵网络优化操作型问题以及MINLP求解算法。分析表明,当前泵网络设计优化与操作优化的目标主要可以用寿命周期法描述,其中能耗和维护费用占比较大;泵基本方程主要基于出厂特性曲线回归,研究难点聚焦于现场流量缺乏的应对方式和管路对串并联阻力的影响;泵网络优化命题重点讨论工业问题的超结构表达形式并向多类网络的同步设计延伸,操作优化主要研究变负荷控制与操作调度,而MINLP研究重点则集中于相关确定性和不确定性算法开发。最后展望了泵网络的研究前景,实现性能监测和维护调度的智能设备管理和泵网络面向时间与空间二维分布式需求的柔性设计将成为新的研究方向。

摘要：为了提高膜分离流程的经济效益,进行多级流程的结构和设备优化很有必要。以空气分离氮气为研究对象,构建了两级膜分离系统的设计优化命题,首先分析了不同性能膜材料对生产单位氮气所需膜面积的影响,然后以年总经济效益为目标,对膜材料配置、两级膜流程结构和膜面积的设备费参数进行优化,编制了气相膜分离的严格微分方程模型计算程序用于单元操作模拟。结果表明,将简单串联的单级膜系统改造成串并联结构的两级膜系统时,设备费用降低且经济效益提高;和不带循环优化的最优系统相比,两级带循环的最优系统的氮气产量增加但设备费和操作费也有所增加,不过两级带循环系统经济效益均比对应不带循环系统高;在所有优化方案中,通量和选择性都很高的CMS膜两级带循环膜分离系统C13为最优方案。在常规性能膜材料可选方案中,低通量高选择性的PC膜在前而高通量低选择性的TMHFPSF膜在后的两级带循环流程C20年经济效益最高。流程重排后,第二级膜两侧的传质推动力变大减少了所需膜面积。

摘要：针对工程应用中制冷循环会因环境因素的不确定波动而具有变工况的特点,提出以最大化操作柔性为目标研究最优制冷工质设计的面向操作柔性的过程和工质协同优化方法。该方法在物性预测模型层面,针对现有基团贡献法误差大的问题,修正了基团拆分方法和基团参数;在制冷过程模型层面,针对相态不确定性引入了互补约束;在优化求解层面,提出以柔性指数最大化为目标的制冷工质优化方案,建立以柔性指数最大化为目标的混合整数非线性规划问题。将该方法分别应用于单工质和混合工质设计案例,结果表明,面向环境不确定性的最优工质有别于制冷性能系数最大化的工质。

摘要：准确界定塔板的喷射液泛限是合理设计塔板的关键,通过实验测定和模型核算,分别对小板间距和大液量工况的塔板喷射液泛限作了探讨。发现小板间距塔板的喷射液泛会提前出现,提前幅度已超过10%。塔板在大液量下运行,能较大幅度地推迟喷射液泛。对于工程界常用Hunt关联计算筛板雾沫夹带,实验数据校核结果表明偏差较大,建议慎用。

摘要：在两个几何相似固 -液搅拌槽内 ,采用双电导探针测定了固体浓度较高的固液体系中液相速度的分布 .固相质量分数从 12 .5 %至 38.2 % (体积分数Cv 从 5 .4 %至 19.8% ) ,搅拌槽直径分别为80 0mm与16 0 0mm ,采用一种高效的长薄叶螺旋桨搅拌器 (CBY)向下泵送操作 .实验研究了固体浓度变化以及搅拌槽放大对液相速度分布的影响 .

摘要：对抚顺石化分公司乙烯装置中乙烯精馏塔塔釜乙烯残量偏高的原因进行分析,认为部分塔板的雾沫夹带量过大而导致塔板效率偏低。分析认为,可以采用矩形悬挂降液管提高降液管能力、增加鼓泡面积,解开精馏塔的通量瓶颈。采用DJ-3型塔板替换原浮阀塔板,实现不动塔体改造。改造后,该塔分离效果达到设计要求,同时乙烯生产能力从140kt/a扩大到200kt/a,证实矩形悬挂降液管塔板适用于高压精馏塔。

摘要：为降低铅阳极泥回收工艺过程中废水排放对环境的影响,以高锑低银类铅阳极泥湿法制备锑白为研究对象,构造针对过程盐酸减排的水网络超结构,提出带反应单元的杂质物料平衡模型,建立水网络求解非线性规划问题,并通过实验数据调和整定用水与处理单元特征参数,求解非线性规划问题并根据最优解进行了工业装置路线设计。将该方法应用于铅阳极泥制备锑白工艺设计时,可将废水中酸和有毒金属的排放浓度控制到给定值以下,优化后水的重复利用率可达到87.4%;采用基于超结构的非线性规划对此工艺过程进行优化,可以获得合理的水网络结构,达到减排效果。

摘要：建立了理想热耦合精馏的模型,采用PRO/Ⅱ对此模型进行模拟计算,将计算结果与普通精馏过程对比,证明理想热耦合精馏的节能效果明显.通过研究精馏塔内温度和气液分布特点,提出了对塔内件的设计要求,分析了不同因素对理想热耦合精馏的影响.

摘要：建立了脱单塔系统的费用模型,确定影响脱单塔设计优化的关键变量为废水进料温度、塔内件型式和丙烯腈脱除率,对一步法蒸发冷凝水脱单塔系统的操作与设备费用进行分析。以总成本最小为目标,完成三个关键变量与系统总成本的关联,以操作费用和设备成本最小确定关键变量的选择方案,并对工业设计进行指导。结果表明,当选择圆筒型散装填料作为塔内件时,系统的总费用比选择板式塔要低。将理论计算结果用于工业设计,优化设计点是若干设计工况中的最佳点。

摘要：在(φ)500 mm和(φ)334mm的冷模装置中观察和测定了气液两相流乳化态的流体力学性能.实验观察发现,按照Hofhuis和Zuiderweg提出的判据Ψ(气液动量参数)＞0.2时,确实出现了乳化态,塔板上的泡沫飞溅消失,降液管中的气泡明显细化.测定数据表明,在乳化态中,降液管中部平均气泡直径比泡沫态降低一倍,约为2～4mm,离开降液管的气含率也比泡沫态高得多,约有20%～40%.实验还发现,不同Ψ值,乳化程度不同,随着Ψ值的增大,乳化程度加深,表明乳化是一个伴随和渐进的过程.