發(fā)布時(shí)間：2017-12-18 19:14

  本文關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助煤化工廢水脫酚萃取劑設(shè)計(jì)

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【摘要】：酚類有機(jī)污染物脫除是煤化工廢水處理的難點(diǎn)之一,當(dāng)前普遍采取溶劑萃取工藝脫酚。但工業(yè)常用萃取劑普遍選擇性單一,雖對一元酚有較好的萃取效果,但對多元酚和其它有機(jī)污染物的萃取能力差,需要尋找新的替代萃取劑,或者采用多種萃取劑混合的方法來提高總酚脫除效率。本文針對常用計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)模型存在的不足,進(jìn)行改進(jìn)和完善,提出可行域分塊求解策略,建立了煤化工廢水脫酚萃取劑分子設(shè)計(jì)方法和框架。在此基礎(chǔ)上,開展煤化工廢水脫酚萃取劑計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。研究結(jié)果將為煤化工廢水脫酚萃取劑的高效篩選設(shè)計(jì)提供支持和幫助。主要工作包括:(1)針對Odele等人提出的結(jié)構(gòu)約束在生成環(huán)狀分子時(shí)存在不合理結(jié)構(gòu)出現(xiàn)和合理結(jié)構(gòu)遺漏的問題,進(jìn)行改進(jìn),提出生成單環(huán)、雙環(huán)結(jié)構(gòu)的完備性條件;并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了成環(huán)數(shù)≤2的非稠合芳香環(huán)化合物結(jié)構(gòu)約束,提高了芳香化合物設(shè)計(jì)結(jié)果的可靠性;(2)采用分步求解方法對萃取劑設(shè)計(jì)的混合整數(shù)非線性規(guī)劃(Mixed integer non-linear programming,MINLP)問題進(jìn)行求解,針對求解過程中一次搜索全部可行域耗時(shí)長的問題,提出可行域分塊的策略,提高了求解速率;(3)針對廢水中酚類化合物成份復(fù)雜的特點(diǎn),引入虛擬組分概念,用于復(fù)雜混合物體系簡化表達(dá),并以虛擬組分方法為基礎(chǔ)建立了混合萃取劑設(shè)計(jì)的新方法。(4)采用改進(jìn)后的分子設(shè)計(jì)模型和求解方法,以焦化廢水為例,對煤化工廢水中酚類污染物分別進(jìn)行了純化合物萃取劑設(shè)計(jì),并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了酚油協(xié)同萃取的純化合物萃取劑和二元混合萃取劑的設(shè)計(jì)。最終找到128種潛在的苯酚萃取劑和1186個(gè)酚油協(xié)同二元混合萃取劑配方。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X784;O658.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1305307