钢铁生产流程物流-能流-环境作用机理及广义热力学优化

将有限时间热力学、构形理论和(火积)理论等现代热学理论与冶金流程工程学相结合,提出钢铁生产流程广义热力学优化理论.在搭建钢铁流程能耗排放仿真平台和建立分析与生命周期评价结合的物流-能流-环境作用评价方法的基础上,基于钢铁生产流程广义热力学优化理论对单体组件、工序模块、功能子系统和流程进行物流-能流-环境作用机理研究,并开展多学科、多目标的广义热力学优化.优化后流程和工艺的选择、物流和能流的分配、余能余热综合利用更加合理,流程系统得到集成、运行调控更加合理,物流-能流-环境得到综合协调,实现流程能源的高效配置和余能的梯级利用,系统能耗和排放显著降低.本文通过探索钢铁生产流程高效、节能、减排技术途径为钢铁联合企业能源环保中心的设计运行提供了理论支撑,也为一般物质转化过程高效节能的相关共性问题的解决提供了研究平台,奠定了科学和技术基础.     

全生命周期“CO_2零排放”能源系统的评价模型及应用研究

基于LCA和exergy方法构建全生命周期评价模型,对某2×300MW燃煤电厂评价结果表明,电厂运行阶段投入约占总投入99.89%,建造和退役阶段投入仅占0.11%;直接和间接投入分别占总投入93.03%和6.97%.全生命周期＂CO2零排放＂能源系统投入产出比和效率分别约为5.563和17.97%,与减排前燃煤发电系统相比分别约增加62.47%和下降11.21%.该模型以为基本物理量,对系统生命周期内的能源、资源消耗和污染物排放统一量化,使得评价更为客观合理.     

基于GIS的县域环境功能区划方法研究——以象山县为例

县域环境功能区划不仅落实上一级环境功能区划,而且是生态空间管制的控制性详规,为产业布局和国土空间优化提供可指导、可操作的生态环境管制空间依据。借鉴传统环境功能区划方法,本文运用Arc GIS构建县域环境功能区划方法。浙江省象山县的实证结果表明:(1)利用Arc GIS信息采集功能,将基础地理信息与规划资料通过拓扑重建、坐标系转换等集中于同一数据库,既能形成详实的分区基础数据,又能准确分析研究区域环境功能空间差异;(2)评价指标体系选取是在国家环境功能区划指标体系基础上根据县域特点加以修正,增加地方性环境风险指标,反映研究区空间异质性,提升方法的科学性、合理性;(3)实例研究证实该县域环境功能区划方法是可行的,但其他县在应用时需要因地制宜修正地方性指标。     

视觉显著性引导的局部图像质量度量

全参考图像质量评价通常包括局部图像质量度量和池化(pooling)两个阶段.经典的基于视觉显著性(visual saliency, VS)的评价算法,将VS用于池化阶段,利用VS对相似度谱(similarity map)作加权平均,强调显著性强的区域对整体图像质量的贡献大,而显著性弱的区域对整体图像质量的贡献小.与经典方法不同,本文将VS用于局部图像质量度量阶段,利用VS自适应地调节局部图像质量的计算,强调人类视觉系统感知到的局部质量退化由客观退化程度和显著性共同决定.本文的主要贡献包括:(1)提出了一种视觉显著性引导的局部图像质量度量框架;(2)在此框架内,对之前发表于IEEE Signal Processing Letters的ESSIM(edge strength similarity)算法进行了扩展,提出了VS引导的ESSIM算法(VS-ESSIM).在测试数据库TID2013, TID2008和CSIQ上的实验结果表明,提出的算法能够提高对图像质量的预测精度,获得与主观评价结果更好的一致性.     

基于全生命周期的O2/CO2循环燃烧电厂的技术-经济评价

利用生命周期评价(LCA)和全生命周期成本(LCC)方法对2×300 MW 燃煤电厂和改造后的O₂/CO₂ 循环燃烧电厂进行技术-经济分析, 分别计算了全生命周期内的CO₂排放量、成本费用、发电成本以及减排成本. 计算结果表明, 全生命周期内, 在不考虑CO₂ 压缩情况下改造后的O₂/CO₂ 循环燃烧电厂CO₂ 减排率可达77.09%左右; 年成本费用约增加了5.9%, 净功率下降了约21.33%, 发电成本约增加34.77%, 减排成本约为28.93 USD/t; 在考虑CO₂ 压缩的情况下CO₂ 减排率约为73.35%左右; 年成本费用约增加了9.35%, 净功率下降了约26.70%, 发电成本约增加了49.13%, 减排成本约为45.46 USD/t. 在不考虑CO₂压缩情况下碳税约为24 USD/t 和在考虑压缩CO₂情况下碳税约为34 USD/t 时, 才有利于促进现有燃煤电厂改造进行CO₂ 减排.     

基于均匀设计法的有限元网格划分与精度提高

本文首次运用均匀设计法的理论到有限元网格划分与精度提高领域,借助MATLAB程序计算,可以得出网格划分的关键点。运用二次开发的理念,在有限元网格划分时进行二次优化。具体思路是在求解同一个工程问题时,分别用均匀设计的方法计算得出结果（应力最优点）,再与有限元方法计算得出结果（应力梯度）比较,应力变化图如果吻合,可以在有限元划分网格时使用MATLAB优化的关键点来加密网格。因为结果相等说明均匀设计得到的优化点等价于变化梯度大的点,加密梯度变化大的点当然精度更高。后面的计算结果证明均匀设计法相对自适应网格划分时的优越性,为全部单元都加密时带来结果失真的问题提供了一种有效的解决方法。     

钢铁制造流程的本质、功能与钢厂未来发展模式

钢铁制造流程动态运行过程的物理本质是：物质流（主要是铁素流）在能量流（主要是碳素流）的驱动。作用下,按照设定的“程序”,沿着“流程网络”作动态。有序的运行．钢铁制造流程是一类开放的、非平衡的、不可逆的、由不同结构和功能的单元工序通过非线性耦合构成的复杂系统,其动态运行过程的性质是耗散过程。从钢铁制造流程动态运行过程的物理本质出发,可以推出其功能应拓展为：（1）铁素流运行的功能-钢铁产品制造功能;（2）能量流运行的功能-能源转换功能以及与剩余能源相关的废弃物消纳-处理功能;（3）铁素流-能量流相互作用过程的功能-实现过程工艺目标以及与此相应的废弃物消纳-处理功能。钢厂未来发展模式将通过绿色制造和生态化转型,逐步演化为都市周边环境友好型钢厂和港口生态工业带钢厂两类主要可选择的模式。在未来循环经济社会中,钢厂可能承担的社会经济职能是：（1）钢厂是铁．煤化工的起点,既要生产出更好、更廉价的钢,又要充分利用能源;大型钢铁联合企业应向“只买煤、不买电、不用燃料油”的方向发展,同时也应该看到,钢厂有可能制造出相对价廉的、大量的氢气;（2）钢厂也可以是城市社会某些大宗废弃物的处理-消纳站和邻近社区居民生活热能供应站;（3）钢厂可以是某些工业排放物质再资源化循环、再能源化梯级利用和无害化处理的协调处理站。钢厂可以通过延伸其制造链、经营链成为特定区域构筑循环经济社会的重要环节。     

基于多指标分析的路网单元抗震改造重要度评价

基于路网拓扑布局和桥梁结构属性,进行路段抗震提升重要度评价,可为公路交通系统震前加固改造、灾害应急准备等工作提供依据.本文采用4种不同特性的单元重要度评价指标:介数、连通概率灵敏度、路网震后通行时间和路网震前通行时间影响重要度,计算路段及其内部桥梁和道路单元的抗震提升重要度.为综合考虑多指标评价结果对单元重要度排序的影响,本文采用逼近理想排序法(TOPSIS)多属性决策方法评价路段的综合重要度.通过实例路网模型应用,分析了不同指标的特点,比较了单指标评价与多指标综合评价结果的差异.结果表明,不同指标的重要度评价结果存在明显差异,基于多指标分析的路段抗震改造重要度,综合考虑了网络拓扑结构、单元地震反应、单元通行能力、OD(起止点对)交通量的影响,为决策者提供了综合判别的依据.     

产业生态学和生态产业转型

本文分析了产业生态学出现的背景,详述了产业生态的基本概念,研究方法和研究热点,提出生态产业是按生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型进化型产业。它通过两个或两个以生产体系或环节之间的系统耦合,使物质、能量能多级利用、高效产出,资源、环境能系统开业、持续利用。本文还提出了生态产业建设的８个原则和方法。并提出了产业生态管理的５种方法：生命周期评价（面向产品环境管理）;产品生态设计（面向绿色产品开发）;生态产业园规划（面向区域的规划）;生态产业孵化（面向生态产业开发）;生态管理（面向持续发展）。     

德国亥姆霍兹联合研究会建设特点及其对我国的启示

分别从管理体制、科研设施运营、科技成果转化工具、知识转移渠道、战略合作、人才培养等六个方面对德国亥姆霍兹联合研究会的建设特点进行系统研究,重点论述了亥姆霍兹联合会的建设现状,发现其具有管理体制统筹高效、科研设施运营顶层设计清晰、科技成果转化及科学知识转移渠道多样、战略合作网络运转有序、人才培养多元开放等优势。据此,为推进我国综合性国家科学中心建设提出如下建议:(1)厘清综合性国家科学中心的核心特征;(2)以合同制管理赋予成员单位充分自主权;(3)以大科学装置高效利用促进创新能力提升;(4)以稳定的经费投入保障基础研究持续开展;(5)以项目团队为基本单元促进学科交叉融合;(6)以灵活的用人机制打造高水平科研团队;(7)以知识传播和技术转让促进研究成果应用。     

Area and degree of occupation of the surface of precipitates of barium sulphate

Zusammenfassung Die spezifische Oberfläche von BaSO₄-Niederschlägen wurde bestimmt durch Messung des Austausches von Oberflächen-Ba-Ionen mit-radioaktiven Ba¹³¹-Ionen (spezifische Aktivität etwa 1 mc/g) einer gesättigten BaSO₄-Lösung. Die spezifische Oberfläche war 5150 cm²/g.Dann wurden die Adsorptionsisothermen von Farbstoffen (Kristallviolett, Methylenblau und Pikrinsäure) an der Oberfläche von BaSO₄-Teilchen bestimmt. Unter der Annahme, dass jedes Farbstoffmolekül im adsorbierten Zustand eine Oberfläche von 100 A² einnimmt, ergab sich ein maximaler Besetzungsgrad von 22–30%.