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考虑流量波动的绿氨反应器随机规划优化设计
1
作者 刘婷婷 刘冬妹 +3 位作者 张欣 熊敏 吉旭 周利 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第5期101-113,共13页
利用风、光等可再生能源电解水制氢合成绿氨不仅可以减少弃风、弃光等能源浪费,也可以减少传统合成氨生产过程产生的碳排放。然而,由于风、光等可再生能源具有不稳定性,其电解产生的H2流量会有波动,从而引起绿氨反应器进料流量不稳定,... 利用风、光等可再生能源电解水制氢合成绿氨不仅可以减少弃风、弃光等能源浪费,也可以减少传统合成氨生产过程产生的碳排放。然而,由于风、光等可再生能源具有不稳定性,其电解产生的H2流量会有波动,从而引起绿氨反应器进料流量不稳定,可能造成合成氨反应热平衡和动力学平衡失稳,使得反应无法在最佳工况下进行。传统氨合成反应器难以适配绿氨生产过程对平稳运行的要求,针对此,本文提出了一种基于动力学和热力学原理的随机规划建模框架,对合成氨反应器进行设计研究,以提高合成氨反应器在变负荷工况下的适应能力。该框架耦合了电解水制氢、合成氨反应和氨冷分离等关键工序,从全流程角度系统分析了进料流量波动对绿氨生产过程的影响机制,比较了绝热式冷激反应器和间接冷却反应器,并对间接冷却反应器的拓扑结构进行了设计,确定了反应器各床层体积和换热面积。结果表明:所设计的间接冷却反应器具备在多工况下稳定运行的能力,同时能够提升反应单程转化率;NH3产量比优化前增加了18%,每年增加约8000 t;在年度成本增加不大的条件下,每吨NH3的成本降低了4.5%,并且每吨NH3的能耗降低了76 MJ,对年产50000 t的绿氨生产过程,全年可节约3.8×10^(6)MJ能量。 展开更多
关键词 随机规划 化学反应器 优化设计 绿氨 再生能源 过程系统
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化学反应器的非线性最优控制设计方法 被引量：1
2
作者 苏宏业 褚健 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期539-545,共7页
本文针对具有非线性动态特性的连续搅拌釜式反应器（ＣＳＴＲ），提出了一种基于分步变换的控制器设计方法．通过引入一种简单的中间非线性模型和相应的非线性状态变换，综合得到了一种新的非线性系统的非线性控制器设计方法．最后的控... 本文针对具有非线性动态特性的连续搅拌釜式反应器（ＣＳＴＲ），提出了一种基于分步变换的控制器设计方法．通过引入一种简单的中间非线性模型和相应的非线性状态变换，综合得到了一种新的非线性系统的非线性控制器设计方法．最后的控制仿真结果表明这种设计方法是十分有效的． 展开更多
关键词 化学反应器 非线性 最优控制 CSTR
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声化学反应器设计研究进展 被引量：16
3
作者 刘岩 丁锁根 义树生 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期17-18,34,共3页
论述声化学反应器的研究进展及设计的基本原理，包括反应器采用的超声换能器的端面面积、输出声强、ＣＳＴＲ和ＰＦＴ模型下两种反应器中物料衡算方程。
关键词 声化学 反应器设计 化学反应器
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化学反应器温度跟踪预测函数控制的研究及应用 被引量：42
4
作者 张泉灵 王树青 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期559-563,共5页
对以预测函数控制算法为核心并结合PID控制的先进控制算法进行了研究 ,针对化学反应器的温度跟踪控制问题 ,给出了透明控制算法及预测函数控制器的具体形式 .仿真结果表明 ,该算法具有较好的跟踪特性 ,抗干扰能力及鲁棒性 .同时 ,该算... 对以预测函数控制算法为核心并结合PID控制的先进控制算法进行了研究 ,针对化学反应器的温度跟踪控制问题 ,给出了透明控制算法及预测函数控制器的具体形式 .仿真结果表明 ,该算法具有较好的跟踪特性 ,抗干扰能力及鲁棒性 .同时 ,该算法已在SUPCON JX30 0集散控制系统上实现 。 展开更多
关键词 化学反应器 模型预测控制 预测函数控制 温度跟踪控制 集散控制系统
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声化学反应器设计中的基本原理 被引量：12
5
作者 刘岩 王军 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 1994年第7期8-11,共4页
论述了声化学反应器设计中的一些基本问题，主要涉及小尺度混响声场中的声化学产额及其与声强、频率、反应溶液的温度、动态粘度及反应器几何形状之间的关系。
关键词 声化学反应器 设计 原理 混响声场
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化学气相沉积传质现象的研究与反应器设计、工艺参数的优化 被引量：3
6
作者 赵康 鄢君辉 +1 位作者 刘正堂 郑修麟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期13-15,共3页
介绍了化学气相沉积(CVD)中的传质现象研究的最新进展,从传质方程的建立到边界条件确定都进行了详细的介绍,并举例说明了数值分析的结果对反应器设计与工艺参数的优化的指导作用。
关键词 化学气相沉积 传质现象 CVD 反应器设计
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电化学-膜生物反应器强化污废水处理的研究进展 被引量：2
7
作者 史金卓 胡以松 +3 位作者 肖文倩 李松华 杨媛 田文瑞 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期32-41,共10页
电化学耦合膜生物反应器(EMBR)是新兴的污废水处理技术,除了能够高效去除常规污染物,EMBR在去除微污染物和病原微生物、缓解抗生素抗性基因增殖、控制膜污染和回收生物能源与资源等方面也具有显著的优势。综述了EMBR工艺的原理及特点、... 电化学耦合膜生物反应器(EMBR)是新兴的污废水处理技术,除了能够高效去除常规污染物,EMBR在去除微污染物和病原微生物、缓解抗生素抗性基因增殖、控制膜污染和回收生物能源与资源等方面也具有显著的优势。综述了EMBR工艺的原理及特点、污废水处理效能、能源与资源回收效果、膜污染控制和技术挑战。为了推动EMBR的工程应用,未来仍需开发具有高导电性、生物相容性的电极材料,优化反应器构型和操作条件,以持续提升对污废水的处理效能。 展开更多
关键词 膜生物反应器 电化学 污废水处理 膜污染控制 生物能源资源回收
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发动机绿色化学设计──发动机虚拟化学反应器模型 被引量：1
8
作者 李生华 金元生 陈大融 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2000年第4期371-374,共4页
在化学和化学工程意义上，发动机使用的生态环境有害性与发动机系统３个虚拟化学反应器（燃烧化学反应器、润滑化学反应器和排放化学反应器）中的反应物料（燃料、润滑油、添加剂和催化剂等）及其化学反应（自由基反应、摩擦化学反应和... 在化学和化学工程意义上，发动机使用的生态环境有害性与发动机系统３个虚拟化学反应器（燃烧化学反应器、润滑化学反应器和排放化学反应器）中的反应物料（燃料、润滑油、添加剂和催化剂等）及其化学反应（自由基反应、摩擦化学反应和催化转化反应等）有关．发动机绿色化学设计旨在根据绿色化学原理和发动机化学反应器模型，探索降低或消除发动机化学反应器产生有害物质的化学技术．发动机绿色化学设计是发动机绿色设计的重要方面，其以绿色效应为目标，获得发动机材料、能源与环境之间的化学相容性． 展开更多
关键词 汽车发动机 绿色化学设计 化学反应器 模型
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旋转移动床反应器颗粒流动特性
9
作者 刘芸波 赵晓辉 +2 位作者 方嘉宾 许一博 魏进家 《化学工程》 北大核心 2025年第9期53-58,共6页
太阳能热化学储能技术可有效克服太阳光照的间歇性和波动性,在供给侧实现热能的持续稳定输出,有效提高可再生能源系统的热利用效率。为解决太阳能热化学储能固体颗粒反应器颗粒停留时间较短且规律不明晰等问题,设计了可视化旋转移动床... 太阳能热化学储能技术可有效克服太阳光照的间歇性和波动性,在供给侧实现热能的持续稳定输出,有效提高可再生能源系统的热利用效率。为解决太阳能热化学储能固体颗粒反应器颗粒停留时间较短且规律不明晰等问题,设计了可视化旋转移动床反应器,并对其内部的颗粒分布形态、运动轨迹和停留时间进行研究,分析其内构件刮片间距和安装角等关键参数对颗粒停留时间的影响。实验结果表明:反应器运行达到稳态后,转盘表面形成同心环状的颗粒波峰波谷分布形貌,沿径向方向波峰高度逐渐降低;颗粒堆积区域的高度对颗粒的运动轨迹具有显著影响,随颗粒堆积高度降低,颗粒通过刮片结构时周向速度越大,径向速度越小,越容易通过刮片通道;颗粒停留时间呈近似正态分布,随转盘转速的增大,停留时间分布曲线宽度变窄,停留时间分布更加集中,平均停留时间随着刮片安装角和间距的增大而增大,随着转盘转速的增大而减小,平均停留时间最长可达563 s。 展开更多
关键词 太阳能 热化学储能 反应器设计 颗粒分布形态 停留时间分布
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化学反应器的神经元自适应观测和非线性控制
10
作者 胡泽新 鲁习文 闵华清 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期144-151,共8页
提出了一种基于神经网络的自适应观测和非线性控制策略,证明了自适应观测器的收敛件和非线性控制系统的稳定性,将其用于连续搅拌釜式放热反应器的浓度控制。根据可在线测量的反应温度,在线估计不可在线测量的反应物浓度和辨识Arrhenius... 提出了一种基于神经网络的自适应观测和非线性控制策略,证明了自适应观测器的收敛件和非线性控制系统的稳定性,将其用于连续搅拌釜式放热反应器的浓度控制。根据可在线测量的反应温度,在线估计不可在线测量的反应物浓度和辨识Arrhenius指前因子,并利用重构的状态信息设计出带约束的非线性控制策略。仿真结果表明,观测器/控制器的组合提供了满意的闭环特性,证实了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 化学反应器 非线性控制 神经网络
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化学反应器设计中的分叉(Bifurcation)及浑沌(Chaos)问题
11
作者 谭立扬 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 1991年第1期1-6,共6页
论述了从70年代中期以后在反应工程及控制工程中对分叉现象及浑沌现象所作的研究,提出了研究分叉现象的主要方法,这些方法对复杂反应系统的稳定性设计是极为重要的。
关键词 化学反应 反应器 设计 分叉 浑沌
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化学工程视角下甲烷检测系统设计探究——评《化工检测与控制技术》
12
作者 李孝旭 张华强 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期I0008-I0008,共1页
甲烷是一种常见的天然气,广泛应用于工业领域中。由于甲烷具有高度可燃性,易加剧温室效应,对环境构成潜在风险。因此,在化学工程领域,设计高效准确的甲烷检测系统对于保障化工生产的安全性具有重要意义。甲烷检测系统的设计需要考虑工... 甲烷是一种常见的天然气,广泛应用于工业领域中。由于甲烷具有高度可燃性,易加剧温室效应,对环境构成潜在风险。因此,在化学工程领域,设计高效准确的甲烷检测系统对于保障化工生产的安全性具有重要意义。甲烷检测系统的设计需要考虑工业生产环境的特殊需求。 展开更多
关键词 工业生产环境 化学工程领域 甲烷检测 温室效应 高效准确 可燃性 检测与控制技术 检测系统设计
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温室化学反应式CO_2增气控制系统的设计
13
作者 马明建 汪遵元 孙秀珍 《现代化农业》 2000年第7期38-39,共2页
一种用于温室增施 CO2 的化学反应式 CO2 发生控制器及其控制系统。系统采用了PID控制方法 ,微机通过传感变送器自动检测温室内的 CO2 浓度 ,并与系统设置的 CO2 浓度值进行比较 ,以控制 CO2 产生的化学反应过程。该控制系统结构简单 ,... 一种用于温室增施 CO2 的化学反应式 CO2 发生控制器及其控制系统。系统采用了PID控制方法 ,微机通过传感变送器自动检测温室内的 CO2 浓度 ,并与系统设置的 CO2 浓度值进行比较 ,以控制 CO2 产生的化学反应过程。该控制系统结构简单 ,抗干扰能力强 ,运行费用低。 展开更多
关键词 温室 化学反应 CO2增气控制系统 设计
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10kW高温太阳能热化学反应器及聚光器设计和数值模拟 被引量：2
14
作者 常哲韶 赵东明 +2 位作者 李鑫 代少猛 常春 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期160-167,共8页
通过实验测得反应器入口太阳辐射边界条件,并进行10 kW级反应器及开口处二次聚光器设计。通过考虑辐射和对流热损失的零维模型,结合滞留时间和反应器容积规律确定了开口腔最优直径为7 cm,长度为0.28 m,设计温度为2200 K,并设计了不同的... 通过实验测得反应器入口太阳辐射边界条件,并进行10 kW级反应器及开口处二次聚光器设计。通过考虑辐射和对流热损失的零维模型,结合滞留时间和反应器容积规律确定了开口腔最优直径为7 cm,长度为0.28 m,设计温度为2200 K,并设计了不同的聚光器结构。之后进行不同运行参数下反应器效率和产气规律研究。结果表明对流热损失占总热损失中最大部分,随着颗粒进料速率的增加,反应器工作温度和辐射热损失都降低,而出口气体的显热增加。增加保温措施降低了对流热损失,却增大了辐射热损失、反应腔温度以及可回收显热。反应器最大效率为71.2%,最大化学能效率为31.4%。 展开更多
关键词 太阳能 气化 热化学反应器 设计 模拟
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金属氢化物反应器的设计与过程模拟 被引量：10
15
作者 王玉琪 杨福胜 +2 位作者 张早校 冯霄 郭权发 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期831-835,共5页
针对工业废热回收装置的要求，提出了一种新型的环盘式化学热泵反应器．该反应器采用多组配对环盘装填金属氢化物，环盘面积取壳体截面积的50％～80％，具有结构紧凑、反应传热均匀、工业调控方便等优点．应用多元价值取向模型进行的多... 针对工业废热回收装置的要求，提出了一种新型的环盘式化学热泵反应器．该反应器采用多组配对环盘装填金属氢化物，环盘面积取壳体截面积的50％～80％，具有结构紧凑、反应传热均匀、工业调控方便等优点．应用多元价值取向模型进行的多种反应器方案的系统评估表明，新型反应器的综合评价指标优度为0．898，明显优于其他类型．采用有限容积法对描述反应器动态过程的非局部热平衡模型进行了离散求解，模拟结果证明新型反应器的工作过程较为快速和均匀，操作周期在0．5h内，适用于工业热能的回收利用；同时，为平衡氢化／脱氢过程反应传热的不对称性，应尽可能强化氢化传热过程与脱氢反应过程． 展开更多
关键词 金属氢化物 化学热泵 反应器设计 热能回收
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反应控制时固定床电化学反应器特性研究
16
作者 许文林 王雅琼 +1 位作者 孙彦平 王森 《太原工业大学学报》 1995年第1期1-5,共5页
本文建立了反应控制操作条件下的固定床电化学反应器模型，从理论上对Ｔａｆｅｌ极化区和线性极化区操作下的反应速率、电流分布进行了讨论，并将实验测定的床层内电势分布与模型计算值进行了比较，为固定床电化学反应器非定态操作特性... 本文建立了反应控制操作条件下的固定床电化学反应器模型，从理论上对Ｔａｆｅｌ极化区和线性极化区操作下的反应速率、电流分布进行了讨论，并将实验测定的床层内电势分布与模型计算值进行了比较，为固定床电化学反应器非定态操作特性研究奠定了基础。 展开更多
关键词 固定床 电化学反应器 反应控制 反应器
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双制式温控型声化学反应器研究 被引量：1
17
作者 张明铎 任金莲 牛勇 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期41-43,共3页
在分析传统声化学反应器缺陷的基础上,研制了一种新型声化学反应器.该反应器具有冷却和加热两种温控方式.对反应器的冷却降温性能进行了实验分析.结果表明,该反应器独特设计的冷却降温结构,克服了传统声化学反应器的缺陷,既可有效控制... 在分析传统声化学反应器缺陷的基础上,研制了一种新型声化学反应器.该反应器具有冷却和加热两种温控方式.对反应器的冷却降温性能进行了实验分析.结果表明,该反应器独特设计的冷却降温结构,克服了传统声化学反应器的缺陷,既可有效控制反应介质的温度,又不破坏反应介质中的声场及其超声空化状态. 展开更多
关键词 声化学反应器 温度控制 冷却降温 超声空化
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内置LED光源罐式全自动光生物反应器设计及性能分析 被引量：2
18
作者 谢水英 王科 韩承江 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期147-151,共5页
研究了具有光源波长可选、光强可控、能耗小、体积小、可高温高压灭菌和全自动控制培养条件的光生物反应器。采用独特的内置LED光源集成结构、密封结构与冷却系统,以AT56C55和RTL8019AS芯片为核心的智能控制系统设计该反应器。实验证实... 研究了具有光源波长可选、光强可控、能耗小、体积小、可高温高压灭菌和全自动控制培养条件的光生物反应器。采用独特的内置LED光源集成结构、密封结构与冷却系统,以AT56C55和RTL8019AS芯片为核心的智能控制系统设计该反应器。实验证实,在其他条件相同的情况下,设计的5 L内置LED光源发酵罐相比5 L外置光源发酵槽,培养球型红杆菌的浓度要高出10倍多,培养类胡萝卜素产量与菌体生物总量分别提高了60.5%和59.9%,并且能耗较小。 展开更多
关键词 内置LED光源 光生物反应器 控制 设计 性能
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热化学反应器放热过程模拟及参数影响规律 被引量：1
19
作者 李仲博 汉京晓 +7 位作者 王成成 杨慧 杨娜 尹少武 王立 童莉葛 唐志伟 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2133-2140,共8页
热化学储热因其具有储热密度高、存储过程几乎无热量损失等优点在推动可再生能源的利用、助力实现“双碳”目标中具有重要作用,其中热化学反应器的设计及性能优化是重要环节。本文对以硅胶球为储热材料的热化学反应器进行了放热实验,并... 热化学储热因其具有储热密度高、存储过程几乎无热量损失等优点在推动可再生能源的利用、助力实现“双碳”目标中具有重要作用,其中热化学反应器的设计及性能优化是重要环节。本文对以硅胶球为储热材料的热化学反应器进行了放热实验,并建立了二维仿真模型。通过调整模型参数中硅胶球最大吸水量、亲和系数、非均质参数及指前因子和活化能等参数使数值模拟和实验的反应器出口温度结果具有良好的一致性。参数中对空气出口温度影响较大的有亲和系数、非均质参数及硅胶球最大吸水量,比热容的影响最小,指前因子对空气出口温度的影响大于活化能。其中非均质参数由1.2增大至2.8时,空气最高出口温度由140℃降低至70℃。增大硅胶球的比热容在降低反应器最高出口温度的同时,还有助于延长到达最高出口温度的时间。该研究结果结合小型反应器实验数据可以对大规模储热装置多次充放热循环后的性能进行更加准确地预测,进而优化反应器及系统设计。 展开更多
关键词 热化学储热 反应器设计优化 数值模拟 放热
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双频温控式声化学反应器的研制
20
作者 任金莲 张明铎 +1 位作者 牛勇 吴应春 《应用声学》 CSCD 北大核心 2006年第2期125-128,共4页
介绍一种双频温控式声化学反应器。采用水循环降温方法,使变幅杆式反应头能在大功率状态下长时间稳定辐射,并能有效地将声化学反应器内因超声热效应引起的温升控制在5℃左右。利用自动控制及转换电路,使声源既能在20kHz或35kHz中任一单... 介绍一种双频温控式声化学反应器。采用水循环降温方法,使变幅杆式反应头能在大功率状态下长时间稳定辐射,并能有效地将声化学反应器内因超声热效应引起的温升控制在5℃左右。利用自动控制及转换电路,使声源既能在20kHz或35kHz中任一单频辐射工作,又能双频自动交替辐射工作,且工作性能稳定,输出电功率在0-800W可调。 展开更多
关键词 双频声化学反应器 冷却降温 双频发生器 水循环降温 温升控制
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