- 王逸豪;张煜鑫;祝铃钰;王佳远
工质选择是有机朗肯循环设计的重要一环。传统工质选择旨在确保设计点处实现最佳性能,往往忽略因热源或冷源条件波动导致操作偏离设计点伴随的性能下降问题。因而,文中针对操作条件的不确定性,利用变工况模型描述操作性能距设计点的偏差,并利用体积弹性指数描述不确定参数空间内操作可行性域大小,从而创新性地提出一种面向操作弹性最大化的工质选择策略。此外,基于有机朗肯循环烟气余热回收系统进行了应用示例。案例计算结果进一步表明,工质对操作弹性存在影响并可以进一步由其沸点进行关联。
2025年04期 649-658页 [查看摘要][在线阅读][下载 6186K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:5 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 李苏苏1;王海清1;张玉涛2;曹广阔1
为了识别和量化网络攻击下可能引发的生产运行系统影响,基于过程危害和影响分析(PHIA)和贝叶斯网络(BN)理论建立了工业网络遭受攻击下的风险分析协同框架,即过程影响贝叶斯网络(PBN)模型。首先识别了危险因素及网络攻击可能引发的过程系统影响,然后引入遗漏噪声逻辑门(LNOR)建立概率混合量化模型,与优化的最大期望值算法(EM)结合,解决了传统模型参数不确定性问题。通过将PBN模型应用到连续搅拌釜与加热器(CSTH)过程系统中,在生产网络发生不同攻击场景时,实时更新预测生产故障概率,并以攻击路径覆盖率(PRC)评估模型性能。结果表明,最大风险传播路径发生在组合攻击场景下,相对于传统攻击树模型,PRC显著提高。分析结果有助于完善化工过程系统网络攻击路径识别和相关风险的定量评估,为系统提供最优的风险防控部署策略。
2025年04期 659-666页 [查看摘要][在线阅读][下载 2718K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:4 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ] - 李阳;吴乐;丁鑫;郑岚;王玉琪
考虑到甲醇需求的不确定性对甲醇模块化生产供应链的影响,在确定性可再生能源驱动甲醇模块化生产供应链优化模型的基础上,引入信息间隙决策理论(IGDT)。针对资本投入与运营过程中的成本构建了两种不确定性优化模型,分别侧重于体现调度决策的鲁棒性与机会性。最后,通过案例分析得到不同风险态度下的甲醇模块化生产供应链调度方案,验证了模型的可靠性和有效性。结果表明,风险规避型甲醇模块化生产供应链在实现系统鲁棒性的同时,可使花费成本不高于预期成本;而风险追求型可以利用有利的不确定性,花费较低的期望成本。
2025年04期 667-676页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:4 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:5 ] - 曾峰荣1;孙焕琪1;熊伟丽1;2
针对工业过程数据的多尺度时序特征提取困难问题,提出一种基于特征融合与时间卷积自编码器的故障检测方法。首先,采用多层时间卷积网络结构,从不同尺度对输入时间序列进行特征提取,构建多尺度的时间卷积自编码器;其次,设计基于高效通道注意力的特征融合模块,通过跳跃连接加入时间卷积自编码器中,该模块对不同尺度的时序特征进行跨通道连接,生成相应权重对特征进行加权融合,从而捕获更丰富的时序信息,增强模型对正常序列与异常序列重构误差的区分度;最后,通过重构误差建立统计量,采用核密度估计确定控制限从而实现故障检测。将所提检测方法应用于数值案例和田纳西-伊士曼过程,实验结果证明了该方法具有良好的故障检测性能,能为复杂工业过程故障检测提供一定参考。
2025年04期 677-691页 [查看摘要][在线阅读][下载 3368K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:4 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 董颖1;赵春立1;王国付1;王华强2;赵鹏越1;高绅淇1
为了研究液化天然气冷能和核工业余热相结合的高效利用方式,构建双级串联联合循环(TTC)和双级并联联合循环(TPC)系统。分析了工质冷凝温度和液化天然气(LNG)汽化压力对系统性能的影响。将6种工质作为备选,以净输出功最大为目标函数,采用遗传算法对系统的参数进行优化。结果表明,系统均存在最优冷凝温度,使系统净输出功达到峰值。TTC和TPC系统的最优工质组合分别为C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>+C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>F<sub>2</sub>和C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>F<sub>2</sub>+<i>i</i>-C<sub>4</sub>H<sub>10</sub>。在最优工况下,TTC系统展现出了更高的净输出功、热效率和㶲效率。与此同时,TPC系统所需换热面积显著增加,这可能对其经济性产生一定负面影响。
2025年04期 692-699页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:6 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ]
- 王灵晓;徐桂龙;唐敏;梁云
为解决丙烯酸树脂中添加抗菌剂存在迁移析出及抗菌效果不佳等问题,文中合成季鏻盐抗菌单体——甲基丙烯酰氧丙基三苯基溴化鏻(Br-MAP),并用于合成含季鏻盐丙烯酸乳液。采用核磁共振氢谱(<sup>1</sup>H-NMR)和全反射红外光谱(ATR-FTIR)对季鏻盐单体和含季鏻盐丙烯酸乳液进行表征。研究Br-MAP用量对乳液聚合的影响,并通过热重分析(TGA)、涂膜性能测试以及琼脂平皿扩散法评价含季鏻盐丙烯酸树脂的热稳定性、涂膜性能以及抗菌性能。结果表明,随着Br-MAP用量的增大,乳液聚合稳定性提高,乳胶粒粒径变小,而涂膜吸水率增加,热稳定性下降。当季鏻盐单体质量分数为2%和6%时,分别对葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能达到99.99%。
2025年04期 700-705页 [查看摘要][在线阅读][下载 5946K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:4 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 平晨卉1;2;闫红强2;郭正虹2;李娟2;童再再1;方征平2
针对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂成炭性差的问题,采用不同结构的苯并噁嗪单体(BOZ)与ABS共混,并复配以阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)和协效剂硼酸锌(ZB),研究了不同结构的BOZ、复配BDP和ZB后对ABS的阻燃性能和力学性能的影响,以期实现ABS树脂的高效无卤阻燃。实验结果显示,BOZ与BDP、ZB复配可以有效改善ABS树脂的成炭性,在ABS树脂阻燃改性中显示出优异的协同性。ABS/10C/15B/2ZB样品的极限氧指数(LOI)高达34.4%,热释放峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、平均有效燃烧焓(AEHC)、总耗氧量(TOC)和总烟释放率(TSR)分别降低了45.4%、22.8%、23.2%、21.9%和7.7%,并且火灾性能指数(FPI)和火灾蔓延指数(FGI)也得到明显改善。同时,其拉伸强度也提高至40.2 MPa,略高于纯ABS树脂的39.9 MPa。因此,BOZ与阻燃剂BDP和成炭协效剂ZB复配可实现ABS树脂在阻燃与力学性能的协同优化。
2025年04期 706-713页 [查看摘要][在线阅读][下载 2991K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:4 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:6 ]
- 何文奇1;赵经纬2;兰培强3;严朝朝1;倪杰2;韦彦斐3;黄梅1
高盐有机废水若不能得到有效处理而被任意排放,将会造成环境污染和无机盐的浪费。在"双碳"背景下,高盐废水"零排放"和盐分的高值化再利用已成为该领域的研究重点。由于高盐废水中有机污染物的高效去除是实现脱盐水回用和废水中盐分资源化利用的前提,文中通过制备金属-有机框架(MOFs)衍生催化剂FeCo-C/N,探究FeCo-C/N+O<sub>3</sub>催化氧化体系对NaCl质量浓度为310 g·L<sup>-1</sup>、总有机碳(TOC)含量为20~60 mg·L<sup>-1</sup>的高盐含酚废水处理效果,使得氧化后水样的TOC去除率达到65.1%~88.2%,废水中TOC残余含量均小于10 mg·L<sup>-1</sup>,满足离子膜电解中对进槽盐水的品质要求。继续将氧化后的高盐废水进行离子膜电解试验,使阳极出槽淡盐水中NaCl质量浓度介于200.0~210.0 g·L<sup>-1</sup>,阴极出槽盐水中NaOH质量分数介于32.0%~33.5%,电解过程进行336 h后的电流效率和吨碱电耗分别是96.8%和2 167.0 kW·h,表明处理后的高盐含酚废水在离子膜电解中运行稳定、经济合理,具备良好的资源化利用前景。研究结论能为高盐有机废水大规模应用于离子膜电解工业提供参考。
2025年04期 714-723页 [查看摘要][在线阅读][下载 8743K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:6 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:5 ] - 牟曼1;夏芝香1;许晓明3;夏阳3;谢颖1;胡昔鸣2;刘子豪3;向浩3;方梦祥1;2
目前,高炉煤气碳捕集是我国钢铁行业低碳减排的重点。为了探究高炉煤气中硫化氢(H<sub>2</sub>S)、羰基硫(COS)等微量硫化物对混合胺吸收剂吸收二氧化碳(CO<sub>2</sub>)性能的影响和在化学吸收法脱碳过程中的反应特性,采用了甲基二乙醇胺(MDEA)为主剂,分别添加哌嗪(PZ)、氨基乙基哌嗪(AEP)、2-(甲氨基)乙醇(MMEA)和2-(乙氨基)乙醇(EMEA)形成了四种混合胺吸收剂,并以乙醇胺溶液(30%MEA,质量分数)和40%MDEA溶液为对照组,测试了含硫高炉煤气氛围下混合胺吸收剂对H<sub>2</sub>S和COS的脱除率,对CO<sub>2</sub>的吸收速率、再生速率和循环容量等指标。结果表明,MDEA+PZ和MDEA+AEP吸收体系对CO<sub>2</sub>的吸收速率、再生速率和循环容量均较MDEA+MMEA和MDEA+EMEA体系更优,哌嗪及其衍生物对叔胺的活化效果较仲胺更好,其中20%MDEA+20%PZ吸收剂配方的CO<sub>2</sub>循环容量达1.87 mol·L<sup>-1</sup>,较30%MEA提高86.2%,对H<sub>2</sub>S的脱除率高于90%,具备较高的CO<sub>2</sub>吸收再生效果和良好的脱硫能力,是适用于高炉煤气脱硫脱碳的优良配方。研究还发现,微量H<sub>2</sub>S和COS对CO<sub>2</sub>的吸收再生效果影响较小,不会显著影响CO<sub>2</sub>吸收速率和循环容量。研究结论为化学吸收法碳捕集在实际工程中应用于高炉煤气脱碳提供了理论参考。
2025年04期 724-731页 [查看摘要][在线阅读][下载 2365K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:4 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:6 ] - 王亦飞;黄悬悬;唐冬萍;王辰;于广锁;王辅臣
为了研究悬浮床加氢尾油气化炭黑的物理化学性质,利用元素分析、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线荧光光谱(XRF)等方法对悬浮床加氢尾油气化炭黑进行了系统性的表征分析。结果表明:炭黑的固定碳、挥发分和灰分的含量分别为43.73%、19.63%和36.64%;C/H比为3.93,属于不成熟炭黑;炭黑表面存在坍塌、表面粗糙且随机分布着不规则小孔,此外,大多数炭黑出现较多的"中空"结构;炭黑灰分以聚集体形态存在,主要成分V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>、MoO<sub>3</sub>、NiO占比分别为53.33%、27.13%、12.83%,因此炭黑可视为钒镍钼资源回收对象;炭黑表面吸附着可溶性有机物质,存在一定量的C—O、—OH等官能团;炭黑的比表面积和孔体积分别仅为42.05 m<sup>2</sup>·g<sup>-1</sup>和0.13 cm<sup>3</sup>·g<sup>-1</sup>;炭黑表现出了较低的燃烧反应性(<i>S=</i>6.9×10<sup>-12</sup>min<sup>-2</sup>·℃<sup>-3</sup>),这可能是其内部结构特点,导致氧气分子在其表面的扩散和吸附过程受阻,进而影响了燃烧反应的速度和效率。
2025年04期 732-742页 [查看摘要][在线阅读][下载 6897K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:4 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 王旭东;唐玉朝;伍昌年;朱先胜
针对偶氮染料酸性橙G(C.I.Acid Orange G)废水难降解问题,采用微量Cu<sup>2+</sup>激活过碳酸钠(SPC)对C.I.Acid Orange G进行降解处理,并对降解过程的反应机制及降解原理进行分析。结果表明,当C.I.Acid Orange G质量浓度为30 mg·L<sup>-1</sup>,Cu<sup>2+</sup>、SPC投加量分别为5 μmol·L<sup>-1</sup>、0.2mmol·L<sup>-1</sup>时,反应10min时C.I.Acid Orange G的去除率为91.06%,16min时达到98.39%。碱性环境有利于C.I.Acid Orange G的降解,当pH=9.23时,反应16min时C.I.Acid Orange G的降解率为99.48%,较pH=3.19时的降解率提升了91.76%。HCO<sup>-</sup><sub>3</sub>对于体系有明显的抑制效果,Cl<sup>-</sup>、SO<sup>2-</sup><sub>4</sub>以及NO<sup>-</sup><sub>3</sub>对于体系无明显促进或抑制效果。自由基捕获实验表明体系中的活性氧(ROS)为单线态氧(<sup>1</sup>O<sub>2</sub>)和碳酸根自由基(CO<sup>-</sup><sub>3</sub>·)。总有机碳(TOC)分析结果表明体系具有一定的矿化能力,在30min时TOC的去除率可达46.2%。根据紫外可见吸收光谱和质谱结果,C.I.Acid Orange G的降解机理为偶氮键断裂、苯环开环、萘环氧化。Cu<sup>2+</sup>/SPC体系可有效降解C.I.Acid Orange G。
2025年04期 743-752页 [查看摘要][在线阅读][下载 8911K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:6 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:6 ] - 李艾书;韩亨达;杜利平;胡松;许凯;徐俊;江龙;汪一;苏胜;向军
功能性生物质残次品提质利用过程伴随产生大量有害的薄片污泥,对环境及人体健康造成潜在危害。热解技术是实现薄片污泥无害化处理和资源化回收的重要手段。本研究发现,与市政污泥显著不同,薄片污泥挥发分的相对分子质量较小,含有更多的硝基和氨基结构,展现出了不同的热解特性。在100~500℃·min<sup>-1</sup>升温速率下,薄片污泥反应动力学模型从三级级数反应(F3)变为三维扩散反应(D3),表明高升温速率下热解过程受到传热传质限制。薄片污泥具有更高的挥发分,650℃下热解气产量达到了205.60mL·g<sup>-1</sup>,明显高于市政污泥。其中H<sub>2</sub>和CO占比高出市政污泥28%和25%,热解气品质更高。在350℃下,薄片污泥热解油含有约20%的氮杂芳环,是现有报道市政污泥的4倍。随温度升高,热解油中的腈、胺和酰胺分子均减少,吡啶、吡咯和吲哚成为主要的氮杂芳环类物质,占79.20%~95.83%。综上,薄片污泥热解气品质更高,热解油具有成为氮化工材料的潜力。
2025年04期 753-761页 [查看摘要][在线阅读][下载 2276K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:5 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 储恬然1;2;侯大伟3
随着工业化的发展,愈多的新污染物(ECs)被排放到自然水体中。其中,全氟和多氟烷基化合物(PFASs)是一种特殊的人工合成物,因具有极强的稳定性、生物累积性和毒性,对人体和生态健康造成严重威胁。对此,通过在水相中引入氯化钙(CaCl<sub>2</sub>),利用Ca<sup>2+</sup>与酰氯单体间的络合作用,内部调节界面聚合(IP)反应,成功制备了更薄、更粗糙、更亲水、截留分子量更小的荷负电氯化钙改性纳滤膜(CaCl<sub>2</sub>-TFC)。分析CaCl<sub>2</sub>质量分数对分离性能的影响,结果表明最佳CaCl<sub>2</sub>-TFC膜纯水通量高达101.86 L·m<sup>-2</sup>·h<sup>-1</sup>,相比改性前提升近3.28倍,且能截留95.61%的Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>,克服了薄膜复合(TFC)纳滤膜的权衡效应,并对全氟己酸(PFHxA)和全氟己烷磺酸(PFHxS)表现出95.78%和90.92%的截留率。研究提出了一种简易环保、低成本的TFC纳滤膜制作方式,并将其应用于PFASs的处理中,为纳滤膜在饮用水安全保护领域应用提供技术参考。
2025年04期 762-772页 [查看摘要][在线阅读][下载 14584K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:22 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] 下载本期数据