生物甲烷系统技术评价与集成的研究进展

生物甲烷系统是实现生物质资源化高效转化利用和二氧化碳减排的重要途径之一,符合我国国家战略的重大需求,但目前对该系统中的能量物质转化效率、经济环境性等问题的分析不够深入。为了深入认识生物甲烷系统的物质能量转化和利用情况,实现生烷甲烷体系结构的最优,本文从系统工程的思路出发,对影响整个生物甲烷系统的关键单元和子系统中的关键技术进行了分析对比,包括原料收集、发酵、甲烷提纯等过程,并结合实例进行综合分析与评价。对生物甲烷系统中各单元的技术、经济、环境的影响评价和系统网络结构多目标优化的国内外研究进展进行了简要论述,提出了生物甲烷系统研究所面临的技术瓶颈和挑战。指出针对资源的特殊性,需要建立综合考虑过程模拟、能效分析、全生命周期及经济评价的系统集成方法,对生物甲烷反应、产物分离、储运、输送等各个环节的物质转化、能量利用效率及环境影响进行评价和分析,发现影响其可持续性能的瓶颈;进一步考虑技术、经济和环境等指标进行多目标优化,获得优化策略,实现生物甲烷系统物质能量利用效率的最优化和能源资源的最优配置

生物甲烷系统技术评价与集成的研究进展

生物甲烷系统是实现生物质资源化高效转化利用和二氧化碳减排的重要途径之一,符合我国国家战略的重大需求,但目前对该系统中的能量物质转化效率、经济环境性等问题的分析不够深入。为了深入认识生物甲烷系统的物质能量转化和利用情况,实现生烷甲烷体系结构的最优,本文从系统工程的思路出发,对影响整个生物甲烷系统的关键单元和子系统中的关键技术进行了分析对比,包括原料收集、发酵、甲烷提纯等过程,并结合实例进行综合分析与评价。对生物甲烷系统中各单元的技术、经济、环境的影响评价和系统网络结构多目标优化的国内外研究进展进行了简要论述,提出了生物甲烷系统研究所面临的技术瓶颈和挑战。指出针对资源的特殊性,需要建立综合考虑过程模拟、能效分析、全生命周期及经济评价的系统集成方法,对生物甲烷反应、产物分离、储运、输送等各个环节的物质转化、能量利用效率及环境影响进行评价和分析,发现影响其可持续性能的瓶颈;进一步考虑技术、经济和环境等指标进行多目标优化,获得优化策略,实现生物甲烷系统物质能量利用效率的最优化和能源资源的最优配置

生物甲烷系统技术评价与集成的研究进展

生物甲烷系统是实现生物质资源化高效转化利用和二氧化碳减排的重要途径之一,符合我国国家战略的重大需求,但目前对该系统中的能量物质转化效率、经济环境性等问题的分析不够深入。为了深入认识生物甲烷系统的物质能量转化和利用情况,实现生烷甲烷体系结构的最优,本文从系统工程的思路出发,对影响整个生物甲烷系统的关键单元和子系统中的关键技术进行了分析对比,包括原料收集、发酵、甲烷提纯等过程,并结合实例进行综合分析与评价。对生物甲烷系统中各单元的技术、经济、环境的影响评价和系统网络结构多目标优化的国内外研究进展进行了简要论述,提出了生物甲烷系统研究所面临的技术瓶颈和挑战。指出针对资源的特殊性,需要建立综合考虑过程模拟、能效分析、全生命周期及经济评价的系统集成方法,对生物甲烷反应、产物分离、储运、输送等各个环节的物质转化、能量利用效率及环境影响进行评价和分析,发现影响其可持续性能的瓶颈;进一步考虑技术、经济和环境等指标进行多目标优化,获得优化策略,实现生物甲烷系统物质能量利用效率的最优化和能源资源的最优配置

parallel algorithm and implementation for molecular dynamics simulation based on gpu

分子动力学模拟作为获得液体、固体性质的重要计算手段,广泛应用于化学、物理、生物、医药、材料等众多领域。模拟体系的复杂性和精确性的需求,使得计算量巨大,耗费时间长。并行计算是加速大规模分子动力学模拟的重要途径。GPU以几百GFlops甚至上TFlops的运算能力,为分子动力学模拟等的计算密集型应用提供了新的加速方案。提出了一种基于GPU的分子动力学模拟并行算法——oApT-AD,并在OpenCL和CUDA框架下加以实现。性能测试显示,在Tesla C1060显卡上,该算法在OpenCL框架下的实现相对于CPU的串行实现,最高达到120倍加速比。通过对比发现,该算法在CUDA上的性能与OpenCL基本相当。同时,该算法还可以扩展到两块及以上的GPU上,具有良好的可扩展性。国家863计划项目(2006AA01A125,2009AA01A129,2009AA01A134)|国家重大专项核高基项目(2009ZX01036-001-002)资助Molecular Dynamics Simulation is an important method for acquiring liquid and solid atomsproperties.This method has been widely used in the fields of chemistry,physics,biology,medicine and materials.The complexity and accuracy demand causes enormous workloads.Parallel computing is a feasible way to speedup large-scale molecular dynamics simulation.With hundreds of GFlops or even TFlops performance,GPU can speed up computing-intensive applications.This paper presented a parallel algorithm named oApT-AD,and we implemented it on GPU under OpenCL and CUDA Framework.The experiment results show that the oApT-AD algorithm can achieve 120speedup on GPU Tesla C1060under OpenCL Framework,compared to that on CPU.And we also implemented the oApT-AD algorithm on GPU under CUDA Framework.The implement under OpenCL Framework provides almost the same performance as the implement under CUDA Framework.Moreover,our algorithm can be extended to two or more GPUs,with good scalability

生物甲烷气变压吸附动态模拟及过程优化

生物气是由低劣生物质通过厌氧细菌的发酵而得到的一种混合气体。甲烷在生物气中的摩尔含量大约为45-65%,剩余主要为二氧化碳和少量杂质。生物气直接燃烧会造成低的能量利用率,而通过分离提纯得到含量大于90%的生物甲烷可以提高能量的利用率,降低酸性气体对管道的腐蚀。常见的分离甲烷和二氧化碳的方法有化学吸收法、深冷分离法、膜分离法及变压吸附法等,而变压吸附(PSA)法是一种较好的分离提纯生物气的方法,具有较低的分离能耗和较好的环境效益,操作简单、投资小,因此对该过程进行动态模拟和能耗分析,对工艺设计、新型吸附材料的开发,具有重要的意义。</p

SIMD技术与向量数学库研究

首先,结合Intel,AMD和IBM处理器,介绍了单指令流多数据流(SIMD)向量化技术及其各自的特点。其次,在3种平台上对各自开发的函数库中的部分向量数学函数进行了测试。结果表明,相对传统的标量计算,向量化技术带来的加速比较高,特别是Cell SDK函数,因其独特的体系结构,多个向量处理单元带来的平均加速比为10。最后,通过测试结果的对比,发现不同数学库中的向量函数之间在性能方面也存在着差异,并对差异原因进行了分析,得出性能差异主要是处理器架构和向量计算单元个数和访存等因素造成的

焦煤预热调湿过程煤脱湿动力学

利用实验室气力脱湿小试装置考察了流化床和模拟输送床热气流时,不同气体温度、气速和煤粒径条件下洗精煤的脱湿特性.结果表明,在流化床条件下,气体温度503～543K、气速3.0～4.5m/s时,粒径〉3mm的煤在5s内可脱湿到含水6%～9%（ω）;在模拟输送床热气流条件下,气体温度423～523K、气速7～10m/s时,粒径〈3mm的煤在5～7s内可脱湿到含水6%～9%（ω）.且两种条件下脱湿动力学符合Page模型

焦煤预热调湿过程煤脱湿动力学

利用实验室气力脱湿小试装置考察了流化床和模拟输送床热气流时,不同气体温度、气速和煤粒径条件下洗精煤的脱湿特性.结果表明,在流化床条件下,气体温度503～543K、气速3.0～4.5m/s时,粒径>3mm的煤在5s内可脱湿到含水6%～9%(ω);在模拟输送床热气流条件下,气体温度423～523K、气速7～10m/s时,粒径<3mm的煤在5～7s内可脱湿到含水6%～9%(ω).且两种条件下脱湿动力学符合Page模型

JUNO Sensitivity on Proton Decay p→νˉK+p\to \bar\nu K^+ Searches

The Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) is a large liquid scintillator detector designed to explore many topics in fundamental physics. In this paper, the potential on searching for proton decay in $p\to \bar\nu K^+$ mode with JUNO is investigated.The kaon and its decay particles feature a clear three-fold coincidence signature that results in a high efficiency for identification. Moreover, the excellent energy resolution of JUNO permits to suppress the sizable background caused by other delayed signals. Based on these advantages, the detection efficiency for the proton decay via $p\to \bar\nu K^+$ is 36.9% with a background level of 0.2 events after 10 years of data taking. The estimated sensitivity based on 200 kton-years exposure is $9.6 \times 10^{33}$ years, competitive with the current best limits on the proton lifetime in this channel