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关键词： 油茶果   清选工艺   浮选分离   蒲籽干燥预处理   在线密度计  

摘要： 脱蒲清选为油茶果采收后加工的第一个环节,目前国内油茶果脱蒲清选工艺及设备均不成熟,难以满足油茶产业机械化、自动化的需求,导致堆沤晾晒后的人工脱蒲清选方式仍广泛使用。针对目前油茶果产业生产加工脱蒲清选过程中的低效、分离率低、经济成本高等问题,本课题从油茶果蒲籽物料清选的原理出发,创新性的建立了一套新型浮选分离油茶果蒲籽工艺并对其关键控制参数进行了分析及优化,开发了配套装备系统并进行了中试研究。取得结果总结如下:(1)对油茶果蒲籽的物料特性(颜色、尺寸、质量、密度等)进行测量研究工作,并参考相应文献分析比较国内常用分选技术确定以密度差异为原理的浮选较其他分选方法具备高效、分离率高等特点,最终确定以浮选为油茶果蒲籽混合物分选工艺。(2)针对影响浮选效果工艺条件进行了研究分析,设计了浮选技术分离流程。在物料特性测定工作的基础上,结合干燥对油茶果蒲籽密度的影响运用maltab等软件进行了响应面分析并在不同温度点结合干燥耗能情况建立了关于油茶果干燥处理分析模型,为浮选工艺流程机械化、自动化建立数据与理论基础。(3)开展了油茶果蒲籽浮选机综合性能的中试放大试验,对干燥响应面模型进行验证并运用在线密度计对浮选过程浮选液密度变化进行了实时监测及色度变化测定,以分离率、蒲中含籽率及籽中含蒲率对浮选分离效果进行了量化评判,试验表明浮选分离效果良好,分离率达95%,且蒲中含籽率<2%,籽中含蒲率<10%。以油茶果处理量500 t/年,对本浮选装备系统进行经济分析显示,相比工厂设备每年节省约0.3万元,浮选工艺不仅提升了分离效率,而且经济成本较低,可向企业推广应用。综合以上研究结果,本课题建立了一套高效分离油茶果蒲籽的浮选工艺,确定了关键控制因素,初步开发了可用于实际生产的浮选装备系统。通过中试研究和经济分析显示,本工艺及配套装备具有良好的分离效果和应用前景。

关键词： 离子型稀土   稀土冶炼废水   零排放   草酸沉淀母液   高盐废水  

摘要： 离子型稀土元素种类多、原料成分复杂,造成冶炼工艺复杂、流程长,废水种类多,甚至含有放射性物质。随着稀土工业相关标准、规范、规划的发布和实施,国家要求稀土行业减少污染物排放和提高资源回收利用率,废水的再利用与资源化成为稀土冶炼企业的迫切需求。某离子型稀土冶炼企业为响应国家环保及行业政策要求,拟对其新建厂区实施生产废水零排放工程,经调研与分析初步确定了零排放工艺思路,但零排放工艺中2项关键技术——草酸沉淀母液资源回收技术和高盐废水减量化技术尚未有成功应用案例。本文以某离子型稀土冶炼企业生产废水为研究对象,对离子型稀土冶炼废水零排放关键技术开展中试研究,然后在中试基础上提出确实可行的零排放工艺并进行工程初步设计。采用三效蒸发工艺进行草酸沉淀母液资源回收中试研究,结果表明:草酸沉淀母液在达到废水零排放目标的同时,回收不同浓度的盐酸和草酸用于稀土冶炼生产工艺,回收的盐酸和草酸可回用于稀土冶炼生产工艺,回收的浓盐酸浓度达到5.4mol/L,回收的浓盐酸量达到320L/t;回收的稀盐酸浓度分别达到0.14mol/L和0.06mol/L,回收的稀盐酸量分别达到279L/t和328L/t;回收的草酸纯度达到96%,回收的草酸量达到6.9kg/t;回收的价值约79.47元/t,运行成本约78.15元/t,回收价值略高于运行成本但环境效益显著。采用DTRO工艺进行高盐废水减量化中试研究,结果表明:当操作压力为11.0MPa时,含盐量4%、3%、2%的废水回收率分别为63%、71%、79%,浓缩倍数分别为2.7倍、3.4倍、4.8倍;DTRO工艺设计应采用一级二段浓缩设计,最大操作压力应取11MPa,最大回收率应取79%。结合草酸沉淀母液资源回收中试和高盐废水减量化中试研究结果,对该企业冶炼废水进行零排放工程初步设计,确定草酸沉淀母液废水、钠皂废水、综合废水各自的处理工艺流程,确定各个工艺流程参数,编制主要构筑物和工艺设备清单、工程投资概算,分析运行成本和资源回收经济效益。

关键词： 单宁酸   二乙烯三胺   膜表面改性   界面聚合   反应动力学  

摘要： 单宁酸是一种自然界中的多酚类物质,具有独特的物理化学性质以及来源广泛、无生物毒性、价格低廉等优点。本文将其用于聚合物分离膜的表界面工程领域,实现了对非复合膜的表面改性、复合膜皮层与基底间界面性质的调控以及界面聚合反应动力学的实时原位监测。具体内容如下:首先,发展了单宁酸/二乙烯三胺共沉积技术,系统的研究了沉积时间、沉积比例以及沉积溶液浓度对沉积效果的影响,并将其用于多种不同的疏水微滤膜的表面亲水化改性。与其它改性方法相比,该法具有操作简便、普适性强、不改变基底形貌、沉积层颜色较浅以及原材料价格低廉等优点。此外,由于单宁酸独特的可逆电离性质,使得该沉积层可以表现出溶剂响应性质,使用乙醇处理可以使其由亲水状态转化为疏水状态,而经过水处理又可以回复其亲水状态。通过高斯计算、紫外、红外光谱等手段阐明了该溶剂响应行为的内在机理,并将具有溶剂响应性质的改性膜用于多种不同类型的油水乳液分离过程。之后,我们利用该共沉积技术,亲水化改性疏水微滤基底,提升其表面浸润性,进而通过界面聚合法在其表面制备完整连续的选择性皮层,成功得到了复合型纳滤膜,拓宽了纳滤膜基底的选择范围。相比于纳滤膜常用的聚砜、聚醚砜超滤基底,这些疏水微滤基底具有更大的孔径及孔隙率,更好的耐溶剂性质,使得所制备的纳滤膜表现出极高的渗透通量以及结构稳定性。同时,我们还通过分子动力学模拟,研究了单宁酸/二乙烯三胺沉积层与界面聚合反应中使用的胺类单体的相互作用,并阐明了其对界面聚合反应的影响。利用该沉积层对胺类单体扩散的抑制作用,实现了对界面聚合反应过程的控制,得到了结构可控的聚酰胺皮层。最后,以单宁酸作为分子探针,利用其独特的光学性质,通过紫外分光光度计的动力学模块,原位实时监测了哌嗪聚酰胺界面聚合反应过程中水相溶液的pH变化。并以此为根据,计算得到了界面聚合反应过程中单体消耗随时间的变化,进而首次拟合得到该界面聚合反应的速率常数,所有拟合的线性相关系数均在0.9以上,说明了该方法的可靠性。此外,根据反应过程中速率常数的变化,将界面聚合反应分为快速反应阶段、速率下降阶段以及反应终止阶段,并得到了每个阶段的持续时间。最后,使用该方法研究了聚乙烯醇对界面聚合反应的影响。

关键词： 随机子空间法   DBSCAN聚类分析   温度影响   神经网络模型  

摘要： 工程结构在服役期内一旦发生破坏会造成巨大的社会和经济损失,因此实现运营状态下结构安全性的早期预警是亟需解决的问题。目前普遍采用的方法是在工程结构进行连续在线动态监测,对采集的数据实时处理获取模态参数,进而发现结构刚度存在的早期劣化现象。连续在线监测势必产生大量的数据,因此,首先需要提出有效方法从监测数据中自动获取并跟踪结构的模态参数;其次,在正常运营环境下,工程结构长期的模态参数不可避免的会受到环境因素的影响,它们会掩盖工程结构早期劣化所导致的模态参数变化,进而对结构劣化早期预警造成困难,因此有必要分离温度对模态参数的影响并提出只对结构劣化敏感指标。针对从大量数据中自动获取并跟踪工程结构的模态参数这个问题,目前多采用基于时域的随机子空间识别(Stochastic Subspace Identification,SSI)方法,但该方法在构建稳定图经常会产生噪声点,进而导致无法准确提取和跟踪模态参数的变化。本文针对该问题首先讨论了稳定图定阶的问题用于选取稳定点,进而提出了基于空间密度聚类的方法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)对稳定图进行去噪处理,将DBSCAN聚类算法分析和SSI方法进行结合,以解决工程结构模态参数获取和跟踪中噪声干扰等问题;并且根据该方法编译了全自动处理数据的MATLAB程序。此外,本文使用ANSYS软件对深圳大学城彩虹桥建立模型,获得了数值模拟的模态参数;与模态实验获得的模态参数进行比较。二者得到的结果进行相互验证,证实了DBSCAN聚类算法对SSI方法构建的稳态图进行去噪的可行性。然后,将该方法对彩虹桥长期数据进行处理,获得了彩虹桥320天连续变化的模态频率,通过其变化探测到该结构在施工阶段的改变。最后,针对温度变化掩盖结构自身变化的问题,本文比较了BP神经网络和多重线性回归模型拟合温度与频率之间的关系,发现前者在数据拟合中更具优越性。进而,本文基于葡萄牙Pedro e Inês人行桥长达五年的模态频率和温度数据,选取BP神经网络模型以及极限学习机对第一年的与频率和温度进行拟合,通过比较,发现极限学习机模型比BP神经网络模型更加优秀,进一步,利用拟合好的极限学习机模型对Pedro e Inês人行桥后四年的频率进行预测从而去除环境温度的影响,发现了结构的早期变化。

关键词： 智能膜   传质   反应   分离  

摘要： 在实际应用中,智能膜能够根据外界刺激对自身膜孔大小以及表面特性进行改变,以此实现渗透性以及选择性等参数的变化,是现今化工领域当中的一项重要研究内容。本文对智能膜对传质和反应与分离过程的调控进行研究。

关键词： 四川天一科技股份有限公司   气体分离技术   变压吸附   大型化装置   高新技术企业   石油化工   分离工程   中国科学院  

摘要： 四川天一科技股份有限公司(天科股份,股票代码600378)是国家科技部和中国科学院评审认定的高新技术企业。公司下属的变压吸附分离工程研究所是专业从事变压吸附(简称PSA)气体分离技术的研究、工程技术开发、工程设计、工程承包的机构。公司已建成投产各类变压吸附装3置1000多套,天科股份变压吸附提纯氢气装置单套产氢能力已达到280000m/h以上,可满足石化、化工等系统国产大型化装置的需求。近年公司还研发出PSA焦炉煤气提氢和转炉气净化气联合制甲醇技术及联产LNG技术。目前公司的技术和装置已在石油化工、化工、冶金、环保、食品、电子、航空等行业得到广泛应用,并销往韩国、巴基斯坦、文莱等海外市场,装置规模和技术水平达到国际先进水平。

关键词： 分离立交桥梁施工风险   工作-风险分解结构(WBS-RBS)   风险矩阵(RBM)   粗糙集(RS)  

摘要： 高速立交桥梁工程是高速公路建设的咽喉部位,其施工过程中存在许多安全隐患.对于风险管理而言,若能在施工前期分析出这些风险隐患,不仅能为施工过程提供安全保障,而且还能为施工安全管理提供依据.该研究采用作业分解结构-风险分解结构(work breakdown structure-risk breakdown structure,WBS-RBS)耦合矩阵分析法对高速立交桥施工作业风险和作业活动间的映射关系进行耦合分析,构建出风险分解矩阵(risk breakdown matrix,RBM),完整详细地对分离立交桥梁工程整个施工过程进行风险辨识,将各个风险因素对应于每项底层工作包.然后,运用粗糙集(rough set,RS)原理确定每项底层工作包中所含风险的权重.最后可根据权重值对施工过程中各作业单元的风险度进行排序,由此可掌握高速立交桥梁施工过程中的高危环节及各项作业单元风险度,以为施工过程中风险管理的重点提供科学依据.