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面向本質安全化的化工過程設計:多穩(wěn)態(tài)及其穩(wěn)定性分析
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研究表明,減少化工事故最有效的方法是從源頭上設計本質安全化的化工過程。本質安全化是指通過在設計中利用永久性的、與化工過程不可分割的物理或化學的措施消除危險或降低發(fā)生事故的概率和后果的嚴重程度,而不是依靠控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖或冗長的操作程序等預防事故。現(xiàn)有的研究工作通過在設計階段選擇不同的反應路徑降低事故發(fā)生時帶來的損失,但是這不能確保降低事故發(fā)生的概率。對于復雜的化工過程,即使確定了反應路徑,系統(tǒng)也可能存在多個穩(wěn)態(tài)操作點,而它們的穩(wěn)定性不盡相同,在外部擾動的情況下脫離該操作點進入不穩(wěn)定區(qū)域的概率也不盡相同。另一方面,化工過程的體系中存在Hopf奇異點,在這些奇異點會引發(fā)周期性的振蕩,影響化工過程的平穩(wěn)操作,進而給安全生產帶來較大挑戰(zhàn)。本書介紹了化工過程的多穩(wěn)態(tài)及其穩(wěn)定性現(xiàn)象,建立了量化表征穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)點的穩(wěn)定性的方法;介紹了化工過程動態(tài)系統(tǒng)中操作參數(shù)區(qū)域內Hopf奇異點的識別方法,建立了表征操作點可能落入奇異點操作區(qū)域產生振蕩現(xiàn)象的潛在風險的方法;最后,在上述方法的基礎上建立了綜合考慮穩(wěn)定穩(wěn)態(tài)點的穩(wěn)定性,同時盡量規(guī)避Hopf奇異點區(qū)域的化工過程優(yōu)化設計方法框架,為設計本質更安全的化工過程提供理論依據(jù)。

王杭州 ·化學工業(yè) ·7.4萬字

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