摘要：供应链全球化发展为企业带来广阔前景,但庞大的供应链体系也造成供应链中断风险激增,为企业带来了巨大潜在风险。然而,由于供应链中断风险难以预知,针对中断的弹性供应链优化设计方法还远不成熟。在此背景下,建立了一种新颖的弹性供应链设计优化方法,旨在增强供应链抵御中断的能力。提出并定义了节点中断风险评价指标(NDII),以反映节点中断对供应链的影响程度。定义风险系数(RW)以表征供应链风险程度,避免了对风险场景及其概率分布的预测,同时体现企业对供应链弹性的重视程度。基于鲁棒优化(RO)方法,建立了对高风险节点惩罚的NDII-RO优化方法,并应用于广东省生物燃料供应链优化设计。优化结果表明该方法可实现抵御中断风险的弹性供应链设计。

摘要：隔板精馏塔(DWC)在节能和节省设备投资方面具有十分突出的优势,隔板精馏塔中隔板位置是重要的设计变量,影响分离效果及能耗,当进料中含有气相时这种影响更加显著。选用苯、甲苯和对二甲苯三元物系,研究了进料的气相分率对隔板位置的影响并确定最优隔板位置。采用严格模拟方法,以年度总费用(TAC)为评价指标,比较不同进料气相分率下隔板塔的经济性,其中气相进料较液相进料TAC最高可节省23.33%。并通过灵敏度分析展示了在进料中含有气相时确定最优隔板位置的重要性。

摘要：隔板塔是一种新型的精馏节能技术,但其优化设计属于混合整数非线性规划问题,优化求解困难。本文提出在线Kriging代理模型优化方法,将其应用于隔板塔年度总费用优化。与传统离线代理模型相比,本文方法采用少量的隔板塔严格模拟数据点,即可得到优化问题的最优解。计算表明,较传统离线代理模型,本文提出的在线代理模型显示了更高的准确性和有效性,可以克服传统离线代理模型优化耗时、计算量大的缺点。

摘要：针对三组元精馏流程结构最优选择问题,提出一种基于梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)的机器学习方法,利用7种精馏流程结构分离9种三组元混合物的经济评价结果数据用于模型训练。分别应用传统决策树和GBDT模型对多个实际案例进行验证,结果显示无论是对已知物系还是未知物系,提出的GBDT模型相较传统决策树模型具有更高的预测准确率。

摘要：变压吸附技术是工业上生产高纯氢气最常用的方法之一。然而,在实际生产过程中无法观察到塔内各组分在不同时刻的分布状态,因此借助模拟的手段来研究从投料至系统达到循环稳态期间各组分在塔内的动态变化规律,进而指导工艺改进是很有必要的。采用活性炭和5A分子筛为吸附剂,设计了八塔变压吸附工艺从蒸汽甲烷重整气中纯化氢气,模拟了变压吸附制氢开车过程,分析了开车过程中塔内各组分在吸附、顺放以及冲洗三个阶段以及循环稳态后吸附阶段瞬态吸附行为和塔内温度变化。结果表明,在吸附以及顺放等过程中重组分会随着循环周期向塔顶移动。这一现象是组分间竞争吸附和冲洗再生方式下重组分在床层底部累积两个作用因素共同导致的。这些因素在一定程度上也会造成CO的吸附前沿在吸附阶段就过多进入5A分子筛上,使得CO含量成为限制工艺性能的主要因素。

摘要：费托合成水相副产物主要为C_(1)~C_(8)醇(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇和辛醇)与水的混合物,其中水的质量分数高达95%,且C_(2)~C_(8)醇与水均形成最低共沸物。此类醇水混合物的完全分离虽具重要价值,但难度大、能耗高,一直是学界和工业界的关注热点。本研究充分利用C_(2)~C_(3)醇水混合物的均相共沸物特性和C_(4)~C_(8)醇水混合物的高度非均相共沸物特性,提出两塔-侧线分相器工艺:通过侧线精馏塔实现C_(1)~C_(3)醇水、富C_(4)~C_(8)醇水和水的精准馏分切割;富C_(4)~C_(8)醇水混合物通入分相器以打破精馏边界,其中富水相返回侧线精馏塔,富醇相进入汽提塔,得到无水C_(4)~C_(8)醇混合物。基于年度总成本(total annual cost,TAC)的稳态优化表明,与常规三塔粗分流程相比,两塔-侧线分相器工艺能够降低TAC 14.79%,节约能耗15.96%。进一步,建立了两塔-侧线分相器工艺的控制结构,动态模拟表明,结合浓度控制器与前馈比例的控制结构表现出良好的控制性能。

摘要：采用13X分子筛作为吸附剂,设计了一种六塔变压吸附制氧工艺,可用于中型医用制氧机。通过静态容积法测定了氮氧气体在13X分子筛上的吸附等温线,建立了六塔变压吸附工艺的数学模型,包括吸附床模型和辅助设备的数学模型。利用Aspen Adsorption软件对工艺进行了数值模拟,分析了塔内的压力、温度和吸附相浓度分布。模拟结果表明,在吸附压力6 bar (1 bar=0.1 MPa)、步骤时长8 s、产品流量6 m^(3)·h^(-1)的条件下,O2产品纯度达93.83%,回收率46.85%,生产能力3.42×10^(-2) m^(3)·h^(-1)·kg^(-1)。相较于已有的两塔和四塔工艺,该工艺的回收率有所提高。探究了步骤时长、吸附压力和产品流量对氧气浓度、回收率和生产能力的影响。在4.5~7.5 m^(3)·h^(-1)的产品流量范围内,该工艺均可以制得90%以上纯度的氧气,可应用于氧气纯度需求不同的场景。

摘要：碳捕集是实现CO_(2)减排的重要技术手段之一。在众多碳捕集技术中,膜分离技术具有操作简单、能耗低、环境污染小等优势,吸引了广泛关注。完整的膜法捕集CO_(2)技术研究链条包括膜材料开发、分离膜规模化制备、膜组件研制和膜分离工艺及装置的设计建造。本文针对膜法碳捕集技术链的四个环节,总结对比了国内外技术水平和研究进展,分析了碳捕集膜从实验室研究到工业放大的瓶颈问题,并对本文作者课题组在各个技术环节所积累的研究成果进行了综述。在此基础上,对进一步提高膜法碳捕集技术水平的研究方向进行了展望。

摘要：针对真空变压吸附制氧在gPROMS软件中建立了严格的数学模型,基于LiLSX吸附剂设计了两塔八步的真空变压吸附流程生产纯度为92%的O2。对此流程进行优化,其纯度和回收率有了明显的改进。在此基础上,引入实际生产中经常存在的如进料流量的变化以及吸附性能降低等扰动因素,使模拟工作更接近实际。根据产品气中O2纯度的反馈,采用模型辨识技术设计了MPC控制器,用于预测控制VPSA过程的动态行为。开环和闭环控制结果的对比显示,流程在设计的MPC控制下展现出更好的结果,这表明MPC控制策略可以明显改善空气分离制氧的生产过程。

摘要：为减缓气候变化,减少CO2的排放,对真空变温吸附(TVSA)从干烟道气中捕集CO2进行了系统的研究。以沸石13X为吸附剂,设计了实验室规模的4塔连续进料的TVSA工艺,并建立数学模型进行数值模拟。模拟结果表明,通过四塔TVSA可获得纯度为97.54%,回收率为96.79%的CO2产品气,其产率为1.7mol·(kgads)^-1·h^-1,能耗为3.14MJ·(kgCO2)^-1。此外,考察了进料量、循环回流步骤时间、真空度对产品气纯度、回收率、吸附剂产率和工艺能耗的影响,并且分析了塔内压力与温度变化,详细探讨了塔内气固相浓度随轴向的分布。良好的工艺效果表明,TVSA有潜力成为一种能够生产高纯度高回收率的CO2产品气,并具有良好经济效益的捕碳工艺。