基于热力学拓扑理论的三塔变压精馏分离四氢呋喃/甲醇/乙醇多目标优化设计

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作者 杨傲 邓苇 +4 位作者 黎勇 罗婧 王梓霖 张俊 申威峰 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4582-4593,共12页

四氢呋喃(THF)、甲醇(MeOH)和乙醇(EtOH)三元体系包含一条精馏边界与两个共沸点,导致采用常规精馏技术分离尤为困难。为了解决这一问题,本文探究了三元体系THF/MeOH/EtOH在不同压力下相图的变化趋势及共沸点的移动方向,基于精馏边界、... 四氢呋喃(THF)、甲醇(MeOH)和乙醇(EtOH)三元体系包含一条精馏边界与两个共沸点,导致采用常规精馏技术分离尤为困难。为了解决这一问题,本文探究了三元体系THF/MeOH/EtOH在不同压力下相图的变化趋势及共沸点的移动方向,基于精馏边界、剩余曲线等热力学拓扑理论分析变压精馏分离三元共沸混合物THF/MeOH/EtOH的可行性。进一步地,结合剩余曲线、组分平衡线和精馏边界等热力学拓扑理论对两种变压精馏分离序列进行工艺概念设计。最后,通过组件对象模型(COM)技术连接Aspen Plus和Matlab,采用多目标粒子群算法以经济和安全指标为目标函数对不同分离序列进行优化设计。结果表明:热力学拓扑理论分析可以快速实现变压精馏分离三元共沸混合物的概念设计;相比于EtOH-THF-MeOH分离序列,EtOH-MeOH-THF分离序列在经济和安全性能方面表现出了较强的优势。 展开更多

关键词 变压精馏 优化设计 三元共沸混合物 优化 安全 分离

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基于熵权-三角模糊物元可拓方法的烟草物流分拣工艺风险评价 被引量：1

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作者 董传富 罗晓庆 +4 位作者 程卫 胡智 申亚波 李志涌 王文和 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期124-132,共9页

为预防烟草物流行业因分拣工艺导致的事故,构建了基于熵权-三角模糊物元可拓评价方法的烟草物流分拣工艺风险评价模型。从人员、机器、环境、管理4个方面选取17个二级指标构建烟草物流分拣工艺评价体系,以重庆市烟草物流公司分拣工艺为... 为预防烟草物流行业因分拣工艺导致的事故,构建了基于熵权-三角模糊物元可拓评价方法的烟草物流分拣工艺风险评价模型。从人员、机器、环境、管理4个方面选取17个二级指标构建烟草物流分拣工艺评价体系,以重庆市烟草物流公司分拣工艺为实例进行分析和验证,将评价指标风险等级划分为低风险、一般风险、较大风险和重大风险,组成一个由5名经验丰富的专家组成的团队,使用三角模糊数法对评价指标进行现场打分来确定最终分数,采用熵权法并结合三角模糊数值来综合确定评价指标权重,并根据物元可拓评价方法计算得出烟草物流分拣工艺各评价指标的风险等级。结果表明:该工艺整体风险等级为“一般风险”,其中机器和管理因素中安全防护措施和安全巡检情况的风险程度较高,该模型评价结果符合实际情况,验证了评价指标体系与评价模型的可靠性。研究结果可为烟草物流行业寻找有针对性的风险控制方法提供一定的依据。 展开更多

关键词 烟草物流 分拣工艺 物元可拓理论 熵权法 三角模糊数 风险评价

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瓦斯在多分支管网内爆炸冲击波及火焰传播特性

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作者 李滋然 牛宜辉 +1 位作者 江林桂 龚雨科 《工程爆破》 北大核心 2025年第4期37-45,共9页

为研究多分支复杂巷道网络内爆炸冲击波传播规律和火焰传播机理,通过搭建由并联分支和角联分支共同组成的多分支复杂管道实验系统,研究瓦斯爆炸的超压峰值、火焰传播时间及光信号等变化规律。结果表明:在管网内瓦斯被点燃后,冲击波破膜... 为研究多分支复杂巷道网络内爆炸冲击波传播规律和火焰传播机理,通过搭建由并联分支和角联分支共同组成的多分支复杂管道实验系统,研究瓦斯爆炸的超压峰值、火焰传播时间及光信号等变化规律。结果表明:在管网内瓦斯被点燃后,冲击波破膜时压力到达峰值,随后逐渐降低,体积分数为9.5%的瓦斯超压峰值最大为1.083 MPa;并联分支内,随着传播距离增加,超压呈降低的趋势。在角联分支内,正向冲击波和逆向冲击波在管网内反复叠加与对冲,使得角联分支中间部分管道超压峰值高于其余测点峰值,角联管道出现2次超压峰值,压强在此处出现了多次衰减与叠加,最大值为0.769 MPa;火焰阵面传播方向受压强影响,从高压区域往低压区域传播,管网角联分支内火焰微弱,且火焰主要沿着并联分支传播,最大传播速度为312.85 m/s;湍流增强火焰持续时间及火焰光信号。研究结果将为预防瓦斯爆炸、煤矿巷道设计提供参考。 展开更多

关键词 多分支 冲击波 火焰传播 超压峰值

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基于HITRAN数据库的高含硫气体红外光谱定量分析

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作者 杨正刚 曾巧 +2 位作者 奚宁凯 高进 李太福 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第3期130-137,共8页

目的 为提高高危气体检测的安全性与效率,减少实际操作中的安全隐患,研究基于高分辨率透射分子吸收数据库(HITRAN数据库)的高含量H_(2)S混合气体红外光谱定量分析方法,并验证其在工业、环境监测和公共安全领域中的应用可行性。方法 利... 目的 为提高高危气体检测的安全性与效率,减少实际操作中的安全隐患,研究基于高分辨率透射分子吸收数据库(HITRAN数据库)的高含量H_(2)S混合气体红外光谱定量分析方法,并验证其在工业、环境监测和公共安全领域中的应用可行性。方法 利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR),结合支持向量回归(SVR)和径向基函数(RBF)神经网络模型,对含H_(2)S、CO_(2)和CH_(4)的混合气体数据进行定量分析。通过HITRAN数据库生成高精度理论光谱数据,并采用光谱叠加方法模拟混合气体光谱,同时加入噪声模拟FTIR仪器的响应特性,以更接近实际检测环境。结果 该方法在多组分气体的定量分析中表现出较高的效率和精度,其中基于径向基核函数的支持向量回归(R-SVR)模型效果优于RBF神经网络模型,能够实现更高精度的检测结果。结论 为高含量H_(2)S混合气体检测提供了一种低成本、高效且安全的仿真验证手段,同时为实际应用中的多组分气体检测提供了可靠的技术支持,具有重要的工程实践价值。 展开更多

关键词 H_(2)S HITRAN数据库 红外光谱 定量分析 RBF神经网络 支持向量回归

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含钾盐添加剂细水雾抑制甲烷爆炸的实验研究

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作者 焦一飞 曾文慧 +2 位作者 刘晓宇 祝和春 米红甫 《工程爆破》 北大核心 2025年第4期27-36,54,共11页

为提高细水雾对可燃气体爆炸的抑制效果,有必要了解细水雾添加剂对其爆炸特性的影响。实验基于100 mm×100 mm×100 mm的小尺寸爆炸激波管,选用质量分数为3%、9%和15%KHCO_(3)和K_(2)CO_(3)作为细水雾添加剂,研究其对体积分数9.... 为提高细水雾对可燃气体爆炸的抑制效果,有必要了解细水雾添加剂对其爆炸特性的影响。实验基于100 mm×100 mm×100 mm的小尺寸爆炸激波管,选用质量分数为3%、9%和15%KHCO_(3)和K_(2)CO_(3)作为细水雾添加剂,研究其对体积分数9.5%CH 4/Air爆炸火焰传播过程、爆炸压力和火焰传播速度的影响。结果表明,3种质量分数的KHCO_(3)和K_(2)CO_(3)均可以提高细水雾的抑制效果,抑制效果最好的质量分数为15%。喷洒15%KHCO_(3)和K_(2)CO_(3)细水雾,火焰传播至管道右端的时间分别延长了145.63%和179.38%;峰值压力分别下降了75.83%和72.97%;火焰传播峰值速度分别下降了69.69%和65.65%,综合对比K_(2) CO_(3)的抑制效果更佳。钾盐细水雾的抑制效果主要依靠化学作用,通过K、KO、KOH等钾化合物,与链增长自由基建立抑制循环,降低自由基浓度,缓解爆炸强度。 展开更多

关键词 钾盐添加剂 细水雾 甲烷 爆炸特性 抑制机理

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双口协同泄爆对受限空间掺氢甲烷爆炸特性影响研究

6

作者 张子霜 段玉龙 +3 位作者 温子阳 杨杰 刘力文 段先琪 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第5期600-608,共9页

为探讨双口协同泄爆对受限空间掺氢甲烷爆炸特性的影响,利用自建的预混气体爆炸试验平台开展了双泄爆口不同面积以及位置对气体爆炸火焰和超压影响的试验。选定掺氢甲烷中的掺氢比为10%,选取3种泄爆口尺寸40、60、80 mm,4个泄爆位置距... 为探讨双口协同泄爆对受限空间掺氢甲烷爆炸特性的影响,利用自建的预混气体爆炸试验平台开展了双泄爆口不同面积以及位置对气体爆炸火焰和超压影响的试验。选定掺氢甲烷中的掺氢比为10%,选取3种泄爆口尺寸40、60、80 mm,4个泄爆位置距点火源分别为200、400、600、800 mm。试验结果表明,双口火焰传播时间随着泄爆位置距离点火源的增加而加快。在3种不同泄爆面积情况下,距点火源越近的泄爆口到达最大火焰速度越快。根据火焰速度与压力分析可知,双泄爆口位置越靠近点火源的泄压效果最好并且泄爆面积越大泄爆效果越好。 展开更多

关键词 双口泄爆 受限空间 掺氢甲烷 爆炸超压

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基于SDG和CBR的化工过程风险评价

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作者 陈文涛 杨茗铠 +2 位作者 王文和 宋宏伟 孙超 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第3期77-84,共8页

为全面高效率分析与评价化工过程风险,设计开发基于符号有向图(SDG)与案例推理(CBR)的化工过程风险分析与评价辅助系统,并集成保护层分析(LOPA)和安全完整性等级(SIL)基础验算功能,实现风险的半定量化分析和评价。此外,利用CBR技术实现... 为全面高效率分析与评价化工过程风险,设计开发基于符号有向图(SDG)与案例推理(CBR)的化工过程风险分析与评价辅助系统,并集成保护层分析(LOPA)和安全完整性等级(SIL)基础验算功能,实现风险的半定量化分析和评价。此外,利用CBR技术实现对化工过程历史案例经验的有效保存与复用,提高危险与可操作性分析(HAZOP)和评价辅助系统的使用功效。采用该系统开展丙烯氧化制取丙烯酸化工工艺风险评价,结果表明:该系统与企业自主风险评价的结果基本一致,具有良好的实用性和可靠性。SDG-CBR耦合推理机制突破传统HAZOP对人工经验的依赖,实现危险识别从定性到半定量转变,提高评估效率和准确性。 展开更多

关键词 符号有向图(SDG) 案例推理(CBR) 危险与可操作性分析(HAZOP) 化工过程 风险评价

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水力喷射自钻进多孔喷嘴打击力特性研究 被引量：1

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作者 刘延保 雷真杰 +3 位作者 陈坤 何立鹏 申凯 巴全斌 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第4期49-55,共7页

为了探讨水射流自钻进喷嘴射流旋转打击力特性,确定了喷嘴结构参数,建立了水射流旋转打击力测试系统,开展了在不同喷嘴直径、射流角度、旋转速度、射流靶距和射流压力条件下打击力试验,分析了打击力随各影响因素的变化规律。试验结果表... 为了探讨水射流自钻进喷嘴射流旋转打击力特性,确定了喷嘴结构参数,建立了水射流旋转打击力测试系统,开展了在不同喷嘴直径、射流角度、旋转速度、射流靶距和射流压力条件下打击力试验,分析了打击力随各影响因素的变化规律。试验结果表明:打击力随喷嘴直径增大而增大,随射流角度增大而减小;在不同射流压力下,存在最佳旋转速度200 r/min,此时射流打击力为最大值;6 mm靶距附近为射流充分发展阶段,该区间射流打击力值最高;打击力与射流压力之间呈正相关关系,当压力超过30 MPa时打击力增长趋势明显降低。最后讨论了射流打击力最大值组合参数,为水射流自钻进破岩工作参数优选提供参考。 展开更多

关键词 煤层增透 水射流 多孔喷嘴 射流旋转 打击力

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食物垃圾和庭院垃圾共水热炭化工艺研究进展

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作者 叶波 任俊杰 +1 位作者 刘晋 张薄 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期51-55,共5页

综述了食物垃圾和水热炭化(HTC)工艺的特点,对温度、停留时间和催化剂这3个工艺参数和木质纤维素、蛋白质、脂质的炭化机理进行总结。概述了食物垃圾和庭院垃圾协同进行共水热炭化(co-HTC)制造生物燃料颗粒工艺的可行性。

关键词 食物垃圾 庭院垃圾 共水热炭化 炭化机理 生物燃料

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聚苯乙烯合成工艺热危险性研究

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作者 贾学坤 王文和 +1 位作者 李志涌 马宇驰 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期246-251,259,共7页

为了研究聚苯乙烯合成工艺聚合反应的热危险性,利用反应量热仪(RC1mx)研究聚合反应过程的热效应;利用绝热加速量热仪(ARC)测试聚合反应前后混合物料的绝热分解特性,并开展动力学研究。RC1mx实验结果表明,聚合反应总放热量为82.612 kJ,... 为了研究聚苯乙烯合成工艺聚合反应的热危险性,利用反应量热仪(RC1mx)研究聚合反应过程的热效应;利用绝热加速量热仪(ARC)测试聚合反应前后混合物料的绝热分解特性,并开展动力学研究。RC1mx实验结果表明,聚合反应总放热量为82.612 kJ,绝热温升ΔT_(ad)为152.6℃,最高合成反应温度为252.6℃,技术最高温度为146℃。ARC实验结果表明,聚合反应混合物料的绝热过程分为2个阶段:第1阶段放热在62~118℃,绝热温升为56℃;第2阶段放热在118~145℃,绝热温升为27℃。根据ARC实验第1阶段绝热分解动力学分析,得到表观活化能为120.55 kJ/mol,指前因子A为36.5 min^(-1),求得失控反应最大反应速率时间。根据RC1mx和ARC实验结果对聚苯乙烯合成工艺聚合反应进行了热危险性评估。 展开更多

关键词 安全工程 聚苯乙烯 热失控 反应量热仪 绝热温升 绝热加速量热仪 反应动力学

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多孔材料对含重烃煤层气爆炸特性的影响研究

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作者 向开军 段玉龙 刘力文 《中国矿业》 北大核心 2024年第8期184-191,共8页

随着全球能源需求的持续增长,煤层气作为一种重要的非常规天然气资源,其开发与利用日益受到社会的广泛关注。然而,其抽采过程中频繁发生的爆炸事故对整个煤炭产业的可持续发展构成了严重威胁。为探究多孔材料对含重烃煤层气爆炸的阻火... 随着全球能源需求的持续增长,煤层气作为一种重要的非常规天然气资源,其开发与利用日益受到社会的广泛关注。然而,其抽采过程中频繁发生的爆炸事故对整个煤炭产业的可持续发展构成了严重威胁。为探究多孔材料对含重烃煤层气爆炸的阻火性能和衰压效果,利用自主搭建的气体爆炸动力实验平台开展体积分数为9.0%的甲烷/乙烷混气爆炸实验,对比研究空管和多孔材料作用下甲烷/乙烷混气爆炸火焰动态变化及压力衰减规律。研究结果表明:多孔材料厚度或孔隙度的改变对爆炸火焰波和压力波有显著影响。小孔隙度组合低厚度的多孔材料淬火失效,充当湍流元件加速火焰波传播,爆炸加剧,火焰最大速度提升78.41%;加大孔隙度或增加厚度后多孔材料成功阻隔火焰波,使其仅在上游传播;多孔材料固相结构占比增加,压力波得到衰减,最大衰减幅度为25.38%。1 cm-60 PPI组合工况抑爆效果最佳,故实际工程中应综合考量多孔材料孔隙度和厚度对阻爆效果的双重影响,以减少因多孔材料选型不当造成的淬火失效进而导致重烃煤层气爆炸加剧现象。 展开更多

关键词 重烃煤层气 爆炸特性 多孔材料 淬火 抑爆

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主线坡度对分岔隧道主线隧道内顶棚温度分布的影响

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作者 刘茜 汪彬 +2 位作者 李程 黄有波 董炳燕 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第9期1303-1308,共6页

为研究主线坡度对分岔隧道主线隧道内火灾烟气蔓延的影响,采用数值模拟,分析分岔前主线不同坡度与火源功率下隧道内的温度分布,提出考虑主线坡度和火源功率的隧道顶棚最高温升预测模型和主线隧道下游温度纵向衰减模型。结果表明:给定热... 为研究主线坡度对分岔隧道主线隧道内火灾烟气蔓延的影响,采用数值模拟,分析分岔前主线不同坡度与火源功率下隧道内的温度分布,提出考虑主线坡度和火源功率的隧道顶棚最高温升预测模型和主线隧道下游温度纵向衰减模型。结果表明:给定热释放速率下,随主线坡度增加,隧道内最高温升逐渐降低;主线隧道坡度越大,火羽流向主线隧道下游倾斜越明显,顶棚下最高温度位置向下游偏移;主线隧道下游烟气层厚度随隧道坡度增加而减小,主线隧道下游纵向温升也随之降低。 展开更多

关键词 分岔隧道 最高温度 纵向温升 隧道火灾

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主管段长度对大口径高压型涡流管性能影响分析

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作者 陆梅 田园 +3 位作者 龙学渊 王文和 杨亚明 王杰 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期24-31,共8页

建立了涡流管模型,改变主管段长度为1 236 mm、1 336 mm、1 436 mm、1 536 mm、1 636mm、1 736 mm,在12 MPa工况下进行仿真模拟。分析实验结果发现:沿流动方向随着L_h增加,流场内冷热气体分离点距热端出口先远后近;外旋热气体温度呈上... 建立了涡流管模型,改变主管段长度为1 236 mm、1 336 mm、1 436 mm、1 536 mm、1 636mm、1 736 mm,在12 MPa工况下进行仿真模拟。分析实验结果发现:沿流动方向随着L_h增加,流场内冷热气体分离点距热端出口先远后近;外旋热气体温度呈上升趋势,主管段长度为1 436 mm时温度上升幅度最大,主管段长度大于1 436 mm后温度上升幅度逐渐变小,内旋冷气体温度呈下降趋势,但整体温度逐渐升高且幅度不大;主管段长度在1 436—1 536 mm范围内,冷热端出口气体压力增加幅度达到最高后逐渐变小,主管段长度大于等于1 536 mm后,两端出口节流效果较好,且沿内外旋气体流动方向的速度均减小。 展开更多

关键词 大口径涡流管 仿真模拟 流场分析 尺寸优化

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