低温空分精馏过程非平衡级建模与PSO优化研究
发布时间：2021-02-07 19:23
随着现代社会科技发展,电子、冶金、石油精炼和航空航天等产业对纯氮、纯氧等工业气体的需求日益激增,大型低温空气分离已成为目前大规模生产高纯气体产品的主要技术。目前在空分系统设计和运行中,节能降耗已成为主要考虑的因素。精馏塔是低温空气分离系统降低能耗的关键部机。精馏过程的流动和传热传质机理建模正是实现精馏塔设计与优化、精馏系统实时控制的核心。为开发出准确度高且求解速度快的过程机理模型,本文围绕非平衡级模型开展了以下研究工作:1.通过阅读和整理大量文献,详细论述了与低温精馏过程机理建模和精馏塔优化设计相关的国内外研究进展。首先总结了空气分离过程的主要技术和发展趋势,阐明了精馏过程机理建模对低温系统在线控制的研究意义;而后整理并介绍了近20年国内外学者研究现状,阐述了平衡级模型、混合级模型和非平衡级模型的研究进展和应用案例;同时结合动态控制需求,综述了动态预测模型的建模方法和不同类型以及在低温空分领域的应用;又针对现有精馏塔的优化操作与控制的需求,论述了智能优化算法的特点以及在化工优化问题中的应用,为后续研究工作奠定了基础。2.建立了低温精馏非平衡级模型并确定求解策略。考虑低温精馏过程具备一定...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 空分过程的意义
1.1.2 低温空分技术发展趋势
1.1.3 精馏过程机理模型的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 精馏过程机理模型
1.2.2 精馏塔操作参数设计与优化
1.3 主要科学问题及本文工作
1.3.1 主要科学问题
1.3.2 本文主要工作
2 精馏过程非平衡级稳态建模
2.1 建模与求解
2.1.1 建立非平衡级模型
2.1.2 确定求解策略
2.1.3 物性计算模型及方法
2.1.4 对比验证
2.2 验证传递关联式可靠性
2.3 本章小结
3 基于非平衡级模型的低温精馏塔稳态特性分析
3.1 进、出物料流量的影响
3.2 进、出物料位置的影响
3.3 本章小结
4 基于MI-PSO的低温精馏塔多目标优化设计
4.1 数学模型与优化算法
4.1.1 改进的粒子群优化算法（MI-PSO）
4.1.2 不等式约束处理
4.2 精馏塔优化过程
4.2.1 过程描述
4.2.2 多目标函数
4.2.3 MI-PSO程序参数设置
4.3 多目标优化结果
4.4 本章小结
5 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢车身墙板氮气保护激光焊接焊缝成形及接头力学性能[J]. 郑凯,韩晓辉,邹江林,刘永刚,马爱华,马明菊,武强,肖荣诗. 应用激光. 2018(04)
[2]基于非平衡级模型的低温甲醇洗流程模拟[J]. 李庆会,张述伟,李燕. 化工进展. 2012(S1)
[3]基于液氮低温冷刀系统的冻结组织温度场分布研究[J]. 倪润明,田学隆,童明伟,王槐志,郭杰. 低温与超导. 2012(01)
[4]乙烯复杂精密精馏塔动态模拟中的平衡常数和热焓的分析与处理[J]. 尤冬青,罗雄麟,张惜岭. 化工进展. 2010(04)
[5]气体分馏装置精馏过程的动态建模与仿真[J]. 李琦,邵诚. 系统仿真学报. 2009(14)
[6]基于SIMULINK系统的间歇萃取精馏动态模拟[J]. 韩檬,高建东,张曙光,谭欣. 现代化工. 2009(06)
[7]规整填料干塔压降与波纹齿角的关系[J]. 罗淑娟,宋新月,费维扬. 化工学报. 2007(11)
[8]多元精馏体系仿真中的问题及对策[J]. 何仁初,罗雄麟. 系统仿真学报. 2006(03)
[9]国内外空分发展现状与展望(下)[J]. 顾福民. 低温与特气. 2005(05)
[10]规整填料塔内气相流动的计算流体力学模拟[J]. 张鹏,刘春江,唐忠利,袁希钢,余国琮. 天津大学学报. 2005(06)
博士论文
[1]基于wave理论的内部热耦合空分塔动态建模及控制方案设计[D]. 付尧.浙江大学 2018
硕士论文
[1]低温空分规整填料塔混合级模型建模研究[D]. 吴钊.浙江大学 2013
本文编号：3022707
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 空分过程的意义
1.1.2 低温空分技术发展趋势
1.1.3 精馏过程机理模型的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 精馏过程机理模型
1.2.2 精馏塔操作参数设计与优化
1.3 主要科学问题及本文工作
1.3.1 主要科学问题
1.3.2 本文主要工作
2 精馏过程非平衡级稳态建模
2.1 建模与求解
2.1.1 建立非平衡级模型
2.1.2 确定求解策略
2.1.3 物性计算模型及方法
2.1.4 对比验证
2.2 验证传递关联式可靠性
2.3 本章小结
3 基于非平衡级模型的低温精馏塔稳态特性分析
3.1 进、出物料流量的影响
3.2 进、出物料位置的影响
3.3 本章小结
4 基于MI-PSO的低温精馏塔多目标优化设计
4.1 数学模型与优化算法
4.1.1 改进的粒子群优化算法（MI-PSO）
4.1.2 不等式约束处理
4.2 精馏塔优化过程
4.2.1 过程描述
4.2.2 多目标函数
4.2.3 MI-PSO程序参数设置
4.3 多目标优化结果
4.4 本章小结
5 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢车身墙板氮气保护激光焊接焊缝成形及接头力学性能[J]. 郑凯,韩晓辉,邹江林,刘永刚,马爱华,马明菊,武强,肖荣诗. 应用激光. 2018(04)
[2]基于非平衡级模型的低温甲醇洗流程模拟[J]. 李庆会,张述伟,李燕. 化工进展. 2012(S1)
[3]基于液氮低温冷刀系统的冻结组织温度场分布研究[J]. 倪润明,田学隆,童明伟,王槐志,郭杰. 低温与超导. 2012(01)
[4]乙烯复杂精密精馏塔动态模拟中的平衡常数和热焓的分析与处理[J]. 尤冬青,罗雄麟,张惜岭. 化工进展. 2010(04)
[5]气体分馏装置精馏过程的动态建模与仿真[J]. 李琦,邵诚. 系统仿真学报. 2009(14)
[6]基于SIMULINK系统的间歇萃取精馏动态模拟[J]. 韩檬,高建东,张曙光,谭欣. 现代化工. 2009(06)
[7]规整填料干塔压降与波纹齿角的关系[J]. 罗淑娟,宋新月,费维扬. 化工学报. 2007(11)
[8]多元精馏体系仿真中的问题及对策[J]. 何仁初,罗雄麟. 系统仿真学报. 2006(03)
[9]国内外空分发展现状与展望(下)[J]. 顾福民. 低温与特气. 2005(05)
[10]规整填料塔内气相流动的计算流体力学模拟[J]. 张鹏,刘春江,唐忠利,袁希钢,余国琮. 天津大学学报. 2005(06)
博士论文
[1]基于wave理论的内部热耦合空分塔动态建模及控制方案设计[D]. 付尧.浙江大学 2018
硕士论文
[1]低温空分规整填料塔混合级模型建模研究[D]. 吴钊.浙江大学 2013
本文编号：3022707
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3022707.html
