本文關鍵詞：計算機輔助煤化工廢水脫酚萃取劑設計

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【摘要】：酚類有機污染物脫除是煤化工廢水處理的難點之一,當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。本文針對常用計算機輔助分子設計模型存在的不足,進行改進和完善,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計方法和框架。在此基礎上,開展煤化工廢水脫酚萃取劑計算機輔助設計。研究結果將為煤化工廢水脫酚萃取劑的高效篩選設計提供支持和幫助。主要工作包括:(1)針對Odele等人提出的結構約束在生成環(huán)狀分子時存在不合理結構出現和合理結構遺漏的問題,進行改進,提出生成單環(huán)、雙環(huán)結構的完備性條件;并在此基礎上進一步提出了成環(huán)數≤2的非稠合芳香環(huán)化合物結構約束,提高了芳香化合物設計結果的可靠性;(2)采用分步求解方法對萃取劑設計的混合整數非線性規(guī)劃(Mixed integer non-linear programming,MINLP)問題進行求解,針對求解過程中一次搜索全部可行域耗時長的問題,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雜的特點,引入虛擬組分概念,用于復雜混合物體系簡化表達,并以虛擬組分方法為基礎建立了混合萃取劑設計的新方法。(4)采用改進后的分子設計模型和求解方法,以焦化廢水為例,對煤化工廢水中酚類污染物分別進行了純化合物萃取劑設計,并在此基礎上,進行了酚油協同萃取的純化合物萃取劑和二元混合萃取劑的設計。最終找到128種潛在的苯酚萃取劑和1186個酚油協同二元混合萃取劑配方。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院過程工程研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X784;O658.2

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本文編號：1305307