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神经网络技术在复杂腐蚀体系中的应用
1997年欧盟轮执主席国葡萄牙提出开展《腐蚀失效分析方法在工业装置中的应用》项目的构想，由葡萄牙、中国、巴西、荷兰和澳门五国及地区联合参与项目提案，立项为“尤里卡计划”（EU1746），之后合作建立腐蚀失效分析案例的超文本电子图文集，采用专家系统和神经网络技术对腐蚀失效分析案例进行处理，开发一种智能化的计算机支持工具，对运转工厂进行安全分析，对失效和损伤的部件和设备进行失效分析。后又针对石化装置的腐蚀特点开发了此项目。 ① 第一次大规模地收集石油化工企业的腐蚀失效分析案例，输入超文本电子图文集Atlas中。建立了比较系统的案例数据库。 ② 编制了专家系统案例分析框图，对石油化工几种典型的腐蚀失效开裂模式的预测进行了框图分析，提供了一种很有价值的分析方法。 ③ 采用神经网络技术对收集到的案例进行分析，主要分析构件的腐蚀环境、材料状态、运行环境与腐蚀状态之间存在的因果关系。可以进行腐蚀趋势预测，并可应用于设备寿命评估。 大规模地收集石油化工企业的腐蚀失效分析案例，采用专家系统和神经网络技术进行案例分析，在此基础上进行腐蚀趋势预测和设备寿命评估。 运用了先进的计算机处理手段如：超文本电子图文集、专家系统和神经网络技术等，软件可编译成可执行文件，独立运行，用户可以实现查询、检索、打印、智能判断等功能。 软件已应用于齐鲁石油化工公司胜利炼油厂，二制氢装置水分离器V110入口法兰裂缝分析，重整装置炉501进出口管腐蚀分析、第二催化装置再生及循环斜管下料口内插板腐蚀减薄、第一常减压装置减顶换热器泄漏原因分析等工作中，先后应用了该软件，取得了满意的效果，及时地解决了生产装置的腐蚀问题。
北京科技大学
2021-04-11
苯乙烯生产全流程优化运行技术及工业应用
苯乙烯单体是一种重要的有机化工原料，主要用于聚苯乙烯(PS)、ABS树脂、丁苯橡胶、 不饱和树脂等产品的生产。相对来说国内苯乙烯生产装置规模偏小，优化运行技术在苯乙烯行 业的应用相对落后，缺乏国际竞争力。为了改变这一现状，本项目综合应用化学工程技术、建 模技术、计算机应用技术、数据分析处理技术及优化技术，针对乙苯脱氢制苯乙烯工业生产装 置的实际情况，开展烷基化制乙苯过程的机理建模、烷基化产物精馏过程的机理建模、乙苯脱 氢制苯乙烯反应过程的机理建模、乙苯脱氢制苯乙烯产物精馏过程的机理建模、以及基于上述 模型的工业装置关键工艺参数操作特性研究，完成苯乙烯装置在线优化运行技术的研发；并通 过工业装置实际应用，在满足装置约束的前提下，使得生产装置更加接近于约束边界的条件运 行，实现装置运行过程中物耗和能耗的降低与生产效益的最大化。此外，开发了优化系统的界 面，操作人员在浏览器端就可以按要求输入优化系统所需的参数，提交完毕后，优化系统会根 据输入的参数计算出优化值。根据系统给出的优化操作值，调整现场的相关参数指导了苯乙烯 全流程的调优，实现了装置的节能降耗。 该项目在齐鲁石化20万吨/年乙苯/苯乙烯装置上实施以后，烷基化反应产物分离过程蒸汽 消耗降低了2.7%，乙苯脱氢反应过程蒸汽消耗降低了2.6%，脱氢反应产物分离过程蒸汽消耗降 低了2.1%，综合能耗降低2.3%，各项技术和经济指标达到了令人满意的效果，经过技术科经济 核算，可净创直接经济效益425.6万元/年。
华东理工大学
2021-04-11
输电铁塔用高强厚壁角钢温冲孔技术开发
通过一套加热装置，在现有的数控型钢联合生产线设备上，实现对Q420高强钢工件的自动加热和冲孔，以期达到提高生产效率的目的。项目研究创新了高强、厚板、小孔冲裁的加工工艺；确定了温度对高强钢强度、塑性、韧性指标的影响程度。该项目采用冲技术进行冲孔，实现了无裂纹冲裁，保证了孔周围组织的稳定，可生产出合格产品。◆经济效益及市场分析 应用领域是输电线路杆塔加工。随着国家节能减排目标的实施，高强度级别的高强钢在输电铁塔上的应用越来越广泛，所占比例越来越重，500kV以上线路铁塔中，Q420高强钢所占比重高达50%以上。而Q420高强钢在常温下冲孔很难保证孔径周围材质的稳定，因此铁塔设计要求Q420高强钢常温下加工必须钻孔。但钻孔效率低，严重制约了生产厂家的铁塔产量。因此该成果为杆塔生产厂家加工Q420或以上强度级别的高强钢提供了一项高效率的制孔技术。
北京科技大学
2021-04-11
高电阻率金属氧化物材料表面电镀技术
电镀作为金属材料的表面改性技术已经取得了很广泛的应用，近年来电镀也开始在非金属导电材料的表面改性领域取得相当规模的工业应用。但高电阻率氧化物材料表面金属镀覆一直以来不能采用电镀工艺，这是因为这类材料的电子电导小，电镀液中被镀金属离子不能从材料表面得到电子，所以不能沉积下来。传统的绝缘氧化物材料表面镀覆金属的方法有化学镀、真空蒸镀、溅射镀、涂覆金属浆料后再烧结等方法，各方法都有各自的优缺点。如含有氨水的化学镀银溶液不稳定，甚至有可能生成有爆炸危险的叠氮化合物。真空蒸镀和溅射镀有设备投资大、维护费用较高等缺点，涂覆金属浆料后再烧结的方法有金属层厚度不均匀等缺点。 我们发明了一种高电阻率金属氧化物材料表面电镀的技术，解决了多种高电阻率金属氧化物材料表面不能电镀的问题。高电阻率金属氧化物材料电镀的基本过程是首先对氧化物材料表面进行原子氢致电导改性处理，提高其表面电子电导，使材料表面出现半导化甚至金属化，然后在氧化物材料表面直接电镀金属层。我们在这个方向上已经进行了近十年的研究，发表了十几篇学术论文，申请了两项发明专利。 本技术适用于由氧化物功能材料制造的电子元器件表面电镀，也适用于氧化物材料颗粒或块体的电镀等，所得金属镀层厚度均匀，与氧化物材料表面具有良好的结合力。
北京科技大学
2021-04-11
微波提取技术在中药有效成分提取中的应用
中药成分复杂且很多贵重的有效成分含量极低，只有微量甚至痕量。因此，有效成分的提取分离是中药开发的关键工序。发展中药提取技术有助于提高中药的提取效率，降低能源消耗，缩短生产周期，稳定产品质量。微波提取又叫微波辅助提取，是一种具有发展潜力的新型提取技术，即用微波能加热溶剂，从药材中分离出所需化合物，是在传统提取工艺的基础上强化传热、传质的一个过程。微波提取技术与传统提取技术相比，具有许多独特的优点，被誉为“绿色提取技术”，并已成为实现中药现代化的主要关键技术之一。本课题组研究了微波辅助提取黄花蒿中的青蒿素、阔叶十大功劳中的小檗碱、黄芩中的黄芩苷、金银花中的绿原酸、积雪草中的积雪草苷、墨旱莲中黄酮类化合物的小试工艺过程，并对青蒿素、黄芩苷、绿原酸、黄酮的微波提取过程进行了中试放大研究。
华东理工大学
2021-04-11
光催化性能新型半导体复合颗粒的制备技术
环境污染的日益加剧时刻威胁着人类的生命健康。温室效应带来的全球变暖义威胁着人类的生存家园。如何面对和解决这些环境问题一直是科学家们努力的研究方向之一。光催化技术作为一种新兴的废气和废水深度绿色处理技术,受到人们广泛的关注,而制备具有高效光催化能力的催化剂则是这一技术的核心。目前,TiO2及其复合材料被广泛用作光催化反应的催化剂。但纳米TiO2只吸收紫外光,通过改性能够将TiO2的光吸收范围拓宽至可见光区。该方面的研究能够提高太阳能利用率,具有重要意义。本技术主要以催化降解水中污染物和催化还原CO2的效果作为评价标准对纳米TiO：实施多种改性方案,旨在以新型方法制备出新型结构并且催化效率高的光催化剂。首先以微波法制备了结构新颖,可用于光敏剂的酞菁。然后分别制备了水溶性的负载型酞菁及酞菁敏化TiO2纳米颗粒,并实施了金属氧化物复合、非金属与金属氧化物共复合纳米TiO2颗粒的制备及光催化应用。
北京化工大学
2021-02-01
亲水性PVDF油水分离超滤膜的制备技术
含油污水是一种严重的环境污染源,每年全世界范围内都会产生大量的含油污水。含油污水化学需氧量(COD)高,若不经过有效处理就排放到环境中,会造成严重的环境污染和生态破坏。膜法处理含有污水与传统方法相比,具有不需加入其它试剂、浓缩产物易于回收或处理、分离过程受油的组成的影响小、设备费用和运转费用低等优点,具有较大的优势。膜法处理含油污水要求膜具有较高的亲水性或者较高的疏水性,但是常见的疏水膜材料有水通量低和易污染的缺点,常见的亲水膜材料又往往具有成膜性能差或者在水中稳定性差的缺点,因此本课题采用成膜性能良好的聚偏氟乙烯(PVDF)进行亲水改性,以期得到机械强度、成膜性能及油水分离性能均良好的超滤膜。制备的中空纤维膜具有良好的性能,纯水通量可达400L·m-2·h-1以上,对煤油浓度为50mg·L-1的含油污水的截留率可达95%以上,对浓度范围在5～100mg·L-1之内的含油污水均有较高的截留率,且具有良好的抗污染能力,机械强度也符合使用要更多。
北京化工大学
2021-02-01
膜吸收去除二氧化碳技术
目前国内发电厂主要是燃煤发电，煤炭的燃烧使发电厂废气中含有大量的二氧化碳（CO2），占工业CO2 总排放量的30%左右，造成了严重的大气污染和温室效应。燃煤电厂中二氧化碳的处理已成为目前急需解决的问题，因此燃煤电厂废气中二氧化碳的捕集成为目前的研究热点之一。燃煤电厂尾气脱CO2 理论上有吸收分离法、吸附法、膜分离法、膜基吸收法和低温蒸馏法等。国际能源署在上世纪90 年代对上述几种脱CO2 法的调查研究表明,对烟道气脱CO2 较有前途的是“膜基气体吸收法”。膜吸收技术是膜技术与气体吸收技术相结合的膜过程,通常使用疏水微孔中空纤维膜将气体与吸收液隔开。用于分隔气液两相的疏水微孔膜的可用材料广泛，可以为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯等。利用膜吸收技术捕集CO2 与传统的吸收塔相比，膜吸收可以对气、液两相流速宽范围独立控制，而且气液接触面大，能耗低，避免了液泛、雾沫夹带、沟流、鼓泡等现象发生。另外，膜吸收技术更有利于燃煤电厂尾气中CO2 的回收后再次利用，利用膜吸收技术回收的CO2 纯度高，可达到95%以上，可应用于食品、医药等行业，为社会创造了更多的经济价值和社会效益。 本技术以疏水中空纤维膜为气液两相间分隔界面，其较强的疏水性能可以防止液相的泄漏，另外所用膜材料能耐受强酸强碱的长期腐蚀，给膜吸收设备提供了更长的使用寿命。而所采用的中空纤维膜组件还具有气液接触面积大、设备体积小等优点。以MEA、MDEA 等醇胺溶液为吸收剂，膜解吸过程相对简单,与传统的方法相比具有设备投资低、分离效率高、使用周期长等优点，是具有广大前景并值得推广的技术。 技术指标：所用吸收剂：MEA、DEA 等醇胺类吸收剂；处理前CO2 含量≤10%；处理后CO2 含量≤0.3%；去除能力：99%；吸收剂回用方式：加热解吸循环；吸收剂热解吸温度：60～80℃；装置使用寿命1～2 年。应用范围：可广泛应用于燃煤发电厂尾气中CO2 的回收处理、烟道气处理及相关领域。市场分析膜吸收法捕集CO2 技术能耗低，占地面积小，在操作上存在很大的优势；另外，吸收CO2的吸收剂可经过加热等方法进行循环利用，捕集的CO2 浓度较高，市场前景相当广阔。效益分析：本技术设备简单、投资少、操作成本低，与传统技术相比能耗大大降低，而且回收的CO2纯度较高，经过净化之后可再次应用于医药、食品、化工等行业，具有显著的经济效益。
北京化工大学
2021-02-01
含硫工业污染物治理及资源化技术
污水处理、石油化工、煤气和煤炭焦化、有色金属冶炼等行业在生产过程中往往向大气排放大量的硫化物。这些硫化物，一方面是宝贵的化工原料，另一方面又是污染环境的有害物质。硫在环境中大量以硫化氢、硫氧化物及有机硫形式存在，很多硫化物具有刺激性气味，严重影响大气环境、植物生长以及居民的日常生活。所以，严格控制这些重点行业排放含硫化物的气体，对保护环境具有十分重大的意义。 北京化工大学开发了新型含硫化物工业废气绿色净化工艺，并对脱除的硫化物进行综合利用，达到防治与资源化的双重目标。 北京化工大学研制了新型复合液体脱硫剂，开发了湿法氧化脱硫异相处理新工艺，克服醇胺吸收法及湿法催化氧化（如PDS法）等均相处理硫化氢方法中脱硫剂组成配制复杂、易降解、易流失、需要定期补给脱硫剂活性成分和脱硫工艺必须严格控制脱硫剂水反应液的酸碱度等缺陷，实现反应净化及副产物的自动分离，直接将复合气体组分中含硫成分转化为单质硫，避免脱硫过程工艺长、能耗大、设备腐蚀、脱硫剂降解、被水稀释而导致脱硫剂成分变化和流失的二次污染等问题，达到气体净化及资源化的目标。 技术指标为1、可处理废气指标: 硫化氢气体含量为0～100％（wt）；2、脱硫剂指标: 热稳定性≤200℃，粘度≤100mPa·S，含水量≤20ppm，活性成分≥25％（wt/wt）；3、工艺指标：温度为室温～200℃，压力为常压，空速为200～2000h-1；4、经济指标：脱硫率≥99％，硫磺纯度≥99％，使用寿命≥3年。应用范围为石油炼厂气脱硫，天然气、焦炉煤气脱硫，废水处理末端废气的治理。本项目的核心是应用异相在线分离技术。脱硫剂合成工艺简单且性能稳定，脱硫工艺具有脱硫剂流失性小、节约用水、反应分离一体化、工艺流程短及不造成二次污染的特点，能够替代传统液体脱硫剂，应用于石化炼厂气、天然气、焦炉煤气等的高浓度脱硫，也可以用于石化工业等废水处理末端低浓度有毒废气的现场处理，充分表现出适用范围广、效率高、节水、无二次污染、易再生循环使用等方面的优点，具有重大的环境保护功能，市场前景相当广阔。制作单元化操作设备与工艺，根据不同需求实施单元组合集成，设备投资小，在精细化工及资源环境领域的广泛使用将产生巨大经济效益和社会效益。
北京化工大学
2021-02-01
高效率的分布式智能光伏云技术
太阳能光伏发电绿色无污染，而且我国太阳能资源丰富，水平面总辐射约 1680 吉瓦（1 吉瓦=1000 兆瓦=109瓦），大部分可以用于太阳能光伏发电。随着光伏材料以及相关技术的发展，光伏发电成本已经大幅度降低，光伏能源作为一种新型清洁能源在我国的应用规模迅速增长。光伏发电已经跨越了示范应用阶段，进入了大规模推广的阶 段。近年来，光伏发电产业规模迅速增长。截止到 2015 年 6 月底，中国光伏发电累计装机容量达到了 35.78 吉瓦，其中光伏电站 30.07吉瓦，分布式光伏 5.71 吉瓦。根据美国 IHS 咨询公司预计，2015 年全球光伏装机量增长 16%~25%，达到 53-57 吉瓦之间。
南开大学
2021-02-01