基於混合互補機理的多雜質質量交換網路集成研究

《基於混合互補機理的多雜質質量交換網路集成研究》是依託西安交通大學，由劉桂蓮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於混合互補機理的多雜質質量交換網路集成研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉桂蓮
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

多雜質質量交換網路中，與同一阱匹配的多源之間存在混合互補。互補的源混合與阱匹配可增大源的回用、降低公用工程的消耗，但不互補的源混合則有相反的效果。正確辨識互補源是影響直接回用和提純回用質量交換網路集成的關鍵因素。.本項目擬系統地分析多雜質質量交換網路源阱匹配的極限組分特點，建立極限組分的判斷規則；揭示源混合互補的科學內涵和機理，建立互補源的判斷規則；基於擴展最大匹配流量矩陣探討阱的最佳匹配源的識別方法、分析提純回用質量交換網路關鍵制約組分的特點以及提純對於混合互補和源回用的影響，建立最佳提純源和提純組分的系統識別方法；分析各阱公用工程消耗量和提純節約潛力的變化規律，辨識整個系統的最佳提純濃度和提純量,建立基於混合互補機理的直接回用和提純回用多雜質質量交換網路代數演化法。

結題摘要

本項目把流股中可利用組分看作一種虛擬雜質，將其最小濃度的約束值轉化為該虛擬雜質的最大濃度約束，據此系統地分析了多雜質質量交換網路源阱匹配的極限組分特點，建立極限組分的判斷規則：對於源i和阱j，源中各組分的濃度與阱中相應組分的濃度約束的比值最大的一個所對應的組分為該對源阱匹配的極限組分；揭示源混合互補的充分條件：對於多個可與該阱匹配、且極限組分各不相同的源，若對於每個極限組分，其在相應源與該阱的濃度比值小於其他源與該阱的濃度比值，這些源相對該阱就混合互補。提出f參數辨識源的混合互補以及混合後新的極限組分；以濃度勢順序匹配規則和接近流量匹配準則指導源阱的匹配，建立了最佳匹配源的識別方法。建立節約潛力矩陣辨識脫除不同源不同雜質可節省的公用工程量、關鍵源和關鍵雜質。研究表明，脫除關鍵雜質才能降低公用工程消耗，並提出了最大脫除量的確定方法。針對直接回用的質量交換網路，綜合考慮各濃度約束，壓力約束、流量約束和系統的總費用，建立基於混合互補機理的代數集成方法；針對提純回用的質量交換網路，把提純能耗作為一個虛擬阱，基於最小分離功確定該虛擬阱所需能量，據此建立節約潛力矩陣、識別關鍵源和關鍵雜質，和提純回用質量交換網路的代數集成法。 項目所提出的混合互補的機理對複雜傳遞系統的集成有重要的指導意義。所建立的方法和匹配規則可用於知道化工過程工業的設計和最佳化，例如水網路、煉廠氫網路，對於降低公用工程的消耗有顯著效果。