在城区或化工厂有毒气体突发性泄露时，有关部门需要快速对泄漏源进行定位和识别，并科学预测气体的蔓延及影响范围。由于有毒气体扩散事件一般具有隐蔽性和突发性，泄露源的空间位置、泄露强度等信息往往无法预先获知，通过传感器获得气体浓度，结合大气情况对有毒气体扩散进行反演，以推测泄露源信息的方法得到了广泛的应用。本综述围绕有毒气体泄漏的反演方法展开讨论，首先阐述了泄漏源反演研究的意义和国内外研究情况，随后着重回顾了近年来的主要研究方法和成果，并对各种方法的优劣给出了评述。

室温离子液体是一种“绿色溶剂”，具有独特的气体溶解选择性。基于正规溶液理论，根据文献发表的常规咪唑盐离子液体对不同气体的溶解度数据，结合基团贡献法预测了常压下CO₂、CH₄、N₂、CO在含氰基、醚键等极性基团的咪唑盐离子液体中的亨利系数，进而得到不同气体在该类离子液体中的溶解选择性。结果表明，极性基团的引入有助于提高咪唑盐类离子液体对CO₂的溶解选择性，与文献中实验数据规律一致。

利用雷诺应力模型结合多参考系法模拟了Rushton气液搅拌釜内的气液流动特性，得到了不同截面处气含率大小分布规律，并与γ射线CT实验所测得的结果做了比较，发现除排出流区CFD模拟值与实验值相差较大外，上循环区与下循环区都吻合得较好；结果表明排出流区的气含率最高，在搅拌桨高速旋转下，流体沿叶片端面急速排出，湍动也十分强烈。通过比较液相速度的径向分布侧形与轴向分布侧形可知：单相流的径向速度峰值更接近搅拌叶片的尖端，而两相流的径向速度峰值向外发生了平移；当达到临界状态后，自叶片端面向外的径向位置，通气量对液相速度的分布侧形几乎没有影响，但搅拌转速的影响却不能忽略；在叶片端面位置时，搅拌转速与通气量对径向速度的轴向分布影响较大，且通气量对液相径向速度变化的影响效果更加显著。

针对咪唑类离子液体介质，采用Euler-Euler双流体模型与群平衡模型（PBM）耦合的方法，引入由实验结果拟合获得的适用于该介质的气液相间曳力系数模型，对内径0.203 m、高2 m的鼓泡塔中离子液体-空气两相流进行计算流体力学模拟，研究了不同表观气速下塔内气液两相速度场分布、气含率和气泡尺寸分布等流体动力学性质。与现有的相间曳力系数模型Schiller-Naumann模型模拟结果对比，采用本文模型得到的气含率与实验值吻合更好，气泡尺寸分布与实验结果一致。

考察了以聚合氯化铝（PACl）作为混凝剂时，混合器的曲率、螺距、管长、水流速率以及混合过程的GT值等对螺旋管式二次流混合器混合性能的影响。研究发现，混合器的管长、水流速率以及曲率对该混合器混合性能具有高度显著影响，而螺距具有显著影响，四者影响的显著性由高到低依次为管长、水流速率、曲率和螺距；实验范围内,二次流管的最佳长度为12 m，且在电中和及卷扫混凝时均出现两个最佳GT值。

对单级和双级T形微通道结构中水和甲苯两相流动与传质进行了实验与模拟，拍摄了两相流动流型变化，通过测量醋酸在水和甲苯两相的分配获得了T形微通道中液液两相传质系数。采用VOF流体力学模型模拟了T形微通道中弹状流的形成和变化过程，准确预测了弹状尺寸。研究发现，无论流动处于弹状流还是并行流，在保持相同停留时间条件下，双级T形微通道结构中总的体积传质系数及萃取效率明显高于单级。结果说明，含有多级T形结构的分形树状仿生网络能够有效地提高液液两相间的传质速率，多级T形网络是一种高效的微萃取构型。

泡沫金属具有非常大的比表面积和良好的导热性能，在强迫对流情况下，具有很强的换热能力。通过建立泡沫金属在强迫对流的情况下的换热模型，得到了泡沫金属高度、孔密度、孔隙率和空气流速的变化对其换热性能的影响。分析结果显示：增大泡沫金属换热器的高度、孔密度、空气流速和减小孔隙率，都能提高换热器的换热性能；当这4个参数各自变化到一定的数值后，泡沫金属的换热性能趋向于定值。这为实际应用中综合考虑泡沫金属换热器换热性能及成本提供一定的指导意义。

对旋转床内微观混合的研究有助于建立其内部微观尺度上的混合与反应机制。在以往研究工作的基础上，依据数值模拟与实验结果的对比，间接确定了旋转床内的液膜厚度范围；对液膜速度模拟进行合理修正，通过流体流动、传质及反应过程的数值模拟，得到离集指数、湍流耗散率、停留时间以及微观混合时间的变化。实验结果和数值模拟表明：不同转速下的离集指数、混合时间、湍流动能耗散率等均表现出一定的多尺度现象。研究结果丰富了旋转床内微观混合与反应的认识，将为后续研究提供坚实的基础。

界面剪切力对小径管中的蒸汽垂直下流凝结传热有重要影响。采用VOF模型数值模拟了蒸汽垂直下流凝结传热，分析了界面剪切力对局部凝结传热系数的影响。模拟中冷凝管壁面温度采用耦合计算冷却水的对流换热获得。计算得到了速度、界面剪切力和局部凝结传热系数的分布。计算结果表明：界面剪切力沿蒸汽流动方向逐渐减小，它对局部凝结传热系数的强化作用集中在垂直管前段，而在垂直管后段，液膜重力是影响局部凝结传热系数的重要因素。将VOF模型算得的局部凝结传热系数与Nusselt解析解进行了比较。在垂直管前段，由于汽液界面剪切力的强化作用，VOF模型的计算结果大于Nusselt解析解；而在垂直管后段，汽液界面剪切力逐渐减弱，VOF模型的计算结果接近Nusselt解析解。将VOF模型算得的局部凝结传热系数与Goodykoontz等的实验数据做了比较，在02～06 m的垂直管段，VOF模型算得的局部凝结传热系数与Goodykoontz等的实验数据吻合较好，误差在±35%的范围内变化。

采用VOF方法，对液体通流微小通道内壁面逸出气泡的形成、生长及脱离运动进行了数值模拟，并讨论了壁面浸润性、液体流速、气体流速对气泡动力学行为的影响。结果表明：气泡生长壁面亲水性增强有利于其从壁面脱离；气泡生长壁面气相覆盖率随壁面接触角的增大而增大；流动阻力因子随壁面接触角的增大而减小。较高的液体流速会导致气泡的脱离时间和脱离体积、壁面气相覆盖率及流动阻力因子减小；而较高的气体逸出速率（气相Reynolds数高于14时）对气泡脱离体积、壁面气相覆盖率和流动阻力因子影响不大。

再生器是太阳能液体除湿系统的核心设备，其效率直接影响整个系统的性能。分析了再生器出口参数由进口参数和效率直接获得的可行性,并建立叉流液体再生系统，采用氯化锂为再生溶液，Celdek填料为热质交换介质，实验测试溶液和空气进出口参数对再生器全热效率和湿度效率的影响规律，并进行线性回归，结果表明：全热效率主要受溶液流量、温度以及空气流量、温度和含湿量的影响；湿度效率和溶液流量、温度、浓度以及空气流量关联性强,与其他变量关系很小；线性回归方程计算结果和实验结果误差基本在20%以内，可通过进口参数预测出口状态。

利用绝热毛细管内制冷剂流动特性的数学模型，在给定运行工况下，针对工质为二氧化碳的制冷系统用微元法编制了计算程序，模拟了二氧化碳毛细管内的流动曲线，得到毛细管流量与尺寸及进口压力的变化关系。搭建了小型二氧化碳跨临界循环制冷系统，〖JP2〗通过实验研究，得出了该毛细管在不同的高压侧压力及气冷器出口温度下的流量特性曲线。将实验结果与模拟结果进行对比，结果表明：流量随着气冷器出口温度和高压侧压力的变化趋势相同，且实验数据与模拟计算值基本吻合。本研究可为二氧化碳制冷系统毛细管的设计提供理论指导。

以开发节能高效的新型提溴工艺为目的，设计了以中空纤维疏水膜作为布气装置的膜鼓气/吸收（MA-B/A）法连续脱溴过程。压缩空气经过布气装置（U型PVDF中空纤维疏水膜组件）以微小气泡的形式分别进入串联的各级鼓气膜组件，与料液（模拟海水）形成对流传质，实现溴素的连续脱除。考察了鼓气膜组件级数、组件装填密度、料液流量、鼓气强度、组件长度等参数对溴脱除率的影响。实验得到了MA-B/A法3级连续脱溴过程的最佳参数条件。在装填密度为13.4%，料液流量为0.5 L·h-1，鼓气强度为7200 mol·m-2·h-1，组件长度为1 m条件下，溴的脱除率高达82%。SEM与EDS分析表明，在实验时间内，溴的强氧化性并未对PVDF疏水膜性能造成影响。

聚烯烃生产经常需要进行牌号切换操作，最优牌号切换策略能在保证生产安全的前提下减少切换过程中的经济损失。由于实际生产中存在不确定性，基于理论模型的最优解无法保证最优的切换结果，甚至使牌号切换失败。对此，有学者将最优性条件校正策略引入牌号切换问题中，在克服不确定性方面体现出较好效果。从最优输入轨迹中提取合理的解模型是校正策略实施的关键。目前，对于如何提取解模型缺乏系统的理论和公认的方法。本文提出了一种新的解模型提取方法，从校正系统对解模型的要求出发构造并求解系列子优化命题，以此为依据对最优牌号切换命题重新参数化求解以提取解模型。仿真结果表明，该方法能显著简化解模型结构，保证良好的校正性能，实现牌号在不确定性条件下的顺利平稳切换。

提出了一套基于图模型的建模方法，该模型以Petri网和符号有向图（SDG）为基础将模型分为上部和下部，加入操作点、控制库所、判断模块等模型元素，并结合间歇过程的特点，提出了关联变量、目标变量检查表、操作点检查表和关联变量检查表等概念。根据误开误关、过早过晚、步骤添加删除等误操作，对模型进行验证。验证结果表明，该模型解决了先前方法难以描述具体操作的缺陷，并且模型结构简单，具有整体性。不仅能够方便地描述3种不同类型的误操作，还能有效地对误操作进行风险辨识，具有一定的适用性。

提出了一种将核主成分分析（KPCA）和最小二乘支持向量机（LSSVM）相结合的软测量建模方法。核主成分分析能够对样本数据进行特征提取，消除数据的相关性。本文利用KPCA提取主元，降低样本的维数；然后利用最小二乘支持向量机进行建模，不仅降低了模型的复杂性，而且提高了模型的泛化能力。用该方法建立柴油凝点的软测量模型，和其他4种方法比较，结果表明基于KPCALSSVM方法建立的软测量模型有较好的预测效果和泛化能力，是一种有效的数据建模方法。

在化工安全研究领域中，应用计算机辅助应急预案演练是当今研究的重要方向，其中构建演练专家系统平台是其关键。本文重点分析研究了应急预案演练中的推理技术，获取应急预案中的安全信息及专家知识并加以模糊化，并采用智能混合描述方法实现演练推理机的设计与应用，从而通过精确规则和模糊逻辑规则建立了演练专家系统。通过航煤加氢应急演练案例展示，验证了该应急演练系统在大型石化安全生产应用中的有效性和实用性。

采用基于非线性微分-代数方程的自适应状态观测器对催化裂化装置的油品产率、催化剂循环量等不可测变量进行在线估计。如果非线性微分代数系统在工作点附近的线性化系统可观，则可以通过线性化系统的极点配置在线选取合适的状态观测器反馈增益阵，以实现能在较大范围内稳定工作的自适应状态观测器。可观性分析和观测器仿真表明，如果存在模型参数不确定性，通过增加温度测点，可以保证系统可观性并且观测器对催化裂化装置提升管反应器的不可测变量的观测结果能够稳定收敛到真值并具有较好的动态性能。

由于生产过程中参数的不确定性和各种扰动作用，间歇生产过程的最优操作条件需要随时作出调整以保证生产的正常进行和满足生产产品质量的要求。针对间歇生产过程的操作条件的变化和不确定性因素的影响提出一种应用于间歇生产过程中的实时优化策略，其主要构成步骤包括动态模型建立、模型降阶、动态优化、在线监测、模型更新和在线调整，并以一个典型可逆酯化反应为研究对象进行方法和理论框架的运用，结果表明本文提出的基于在线测量的实时优化方法能够很好地针对生产过程中的操作条件变化和不确定性因素的影响，提高生产效率和产品质量。

在湍流状态下(Re=1756～3512)，为了揭示竖直螺旋上升流中非线性重现结构，采用混沌递归定量分析对100 mm、长径比为2的SK型静态混合器内的瞬态脉动压力时间序列进行表征。通过挖掘静态混合器内压力波动时间序列的递归确定性与阈值系数、采样频率的内在变化规律，确定静态混合递归分析初始优化参数。实验结果表明，静态混合器内瞬态压力波动幅值与Reynolds数在双对数坐标下呈线性增长关系。研究递归参数随Reynolds数、径向位置和轴向位置的变化规律发现，递归结构图可以较好地反映静态混合器内湍流波动瞬态演化特征，且递归特征量随Reynolds数变化敏感，混沌递归定量分析可作为一种静态混合非线性特征挖掘有效工具。

玉米秸秆是我国主要的农业废弃物之一，在木质纤维素乙醇领域具有广阔的应用前景。而玉米秸秆预处理和酶法糖化成本过高是目前工艺中的重点和难点之一。从4种纤维素降解酶制剂中优选出对中性汽爆玉米秸秆有最佳协同效果的木霉和黑曲霉纤维素酶制剂（6∶4体积比混合）。在此基础上，评估了木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、β-葡聚糖酶、漆酶、锰过氧化物酶等酶制剂，聚乙二醇-4000、吐温-80、牛血清白蛋白等非酶因子对糖化效率的影响，得到了一组高效协同降解汽爆玉米秸秆的复合酶体系，并获得了适宜的糖化工艺。结果表明，以每克中性汽爆预处理的玉米秸秆为底物，加入10FPU木霉/曲霉混合酶液，并添加1000IU的木聚糖酶和0.05 g PEG4000，于50℃/150 r·min^-1

聚乙二醇修饰重组人干扰素ω的过程优化

潘红春, 刘红, 程永刚, 彭力, 徐波, 杨红涛

化工学报. 2011, 62(10):  2876-2884. 

摘要 ( 595 )   PDF (605KB) ( 600 )  

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采用分子量20000直链单甲氧基PEG琥珀酰亚胺琥珀酸酯(mPEGSS)对毕赤酵母表达的重组人干扰素ω(rhIFNω）进行氨基化学修饰，以期获得抗原性降低及稳定性增加的单链PEG修饰产物(PEG-rhIFNω)。建立了PEG修饰rhIFNω的反应体系，考察了修饰反应各因素对单修饰产物得率的影响，优化修饰工艺条件为：反应体系起始pH值8.5，rhIFNω/PEG摩尔比1∶7，rhIFNω浓度0.75 mg·ml-1，磷酸盐缓冲液浓度50mmol·L-1，于25℃振荡反应4 h，用30%冰醋酸终止反应。在优化条件下，单链PEGrhIFNω含量和修饰率分别达到0.25 mg·ml-1和34.63%。纯化后的单链PEG-rhIFNω具有典型PEG修饰蛋白的特性，体外抗病毒活性保留了天然rhIFNω抗病毒活性的15%。