面向化工周期操作的非线性输出频率响应函数方法

发布时间：2020-12-21 11:38

　　周期操作是一项利用化学反应非线性来提高化学反应性能指标的技术,对其估值与优化仍然是现阶段在实际中应用周期操作技术待解决的关键问题。完全通过试验寻找最优周期操作状态往往耗费时间、增加成本,行业内通常使用的方法是机理建模与仿真。但是,因反应系统一般非常复杂,在化工领域中很难对复杂的反应器进行机理建模,其理论研究尚且还在不断完善。本文推导了方波作为输入的非线性输出频率响应函数(NOFRFs),将分析非线性系统余弦和方波作为输入的NOFRFs用于化工生产反应物周期操作的输入输出研究,提出了一种基于少量模型或实验输入输出数据的NOFRFs方法解决周期操作的估值与优化问题。该方法不仅可以快速、有效的判断一个反应是否可以通过周期操作改善转化率、产率或选择性等性能,并且无论对非线性较弱还是对非线性较强的反应都能对改善性能的程度进行准确估值,同时在整个工艺条件限制的范围内优化输入参数,使反应以最优周期操作状态运行,最大程度改善相关性能,提高经济效益。本文在非线性较强的非等温CSTR模型和非线性较弱的等温CSTR模型中验证NOFRFs方法的有效性。即使在机理模型存在的前提下,通过仿真可以确定最优周期操作状... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 周期操作技术
        1.2.2 周期操作的研究进展
        1.2.3 周期操作的估值问题
    1.3 研究内容及意义
    1.4 本文结构
2 非线性输出频率响应函数（NOFRFs）
    2.1 概述
    2.2 NOFRFs在周期操作中对不同输入的应用形式
        2.2.1 余弦输入的应用形式
        2.2.2 方波输入的应用形式
    2.3 本章小结
3 化工反应模型中NOFRFs的估值与优化
    3.1 非等温CSTR反应
        3.1.1 非等温CSTR反应模型
        3.1.2 NOFRFs估值有效性验证
        3.1.3 反应物浓度余弦波输入的周期操作优化实现
    3.2 等温CSTR反应
        3.2.1 等温CSTR反应模型
        3.2.2 NOFRFs估值有效性验证
        3.2.3 反应物浓度方波输入的周期操作优化实现
    3.3 本章小结
4 吸收反应控制系统需求分析与设计
    4.1 系统开发环境
    4.2 系统需求分析
        4.2.1 功能需求
        4.2.2 非功能需求
    4.3 整体功能模块设计
    4.4 各功能模块详细设计实现
        4.4.1 输入控制模块设计实现
        4.4.2 数据采集处理模块设计实现
        4.4.3 主界面设计实现
    4.5 本章小结
5 吸收反应中NOFRFs的估值与优化实现
    5.1 水与二氧化碳反应过程机理与实现
        5.1.1 反应过程机理
        5.1.2 实验流程
    5.2 NOFRFs在吸收反应周期操作中估值有效性验证
        5.2.1 NOFRFs对误差较小数据的二氧化碳吸收量的估值验证
        5.2.2 NOFRFs对误差较大数据的二氧化碳吸收量的估值验证
    5.3 二氧化碳浓度方波输入的周期操作优化实现
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]我国新型煤化工产业发展形势分析[J]. 王敏.  中国石油和化工经济分析. 2016(02)
[4](VO)2P2O7催化剂上正丁烷选择氧化反应路径的原位瞬态DRIFTS研究[J]. 梁日忠,李英霞,李成岳,陈标华.  光谱学与光谱分析. 2004(11)
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本文编号：2929764