等离子体裂解煤制乙炔过程软测量方法研究
发布时间：2022-02-18 21:26
煤在我国化工行业的蓬勃发展中扮演着重要的角色。煤化工的发展有效缓解了我国化工产业对石油和天然气的依赖程度。乙炔是一种重要的基础化工原料,传统工业级制取乙炔的方法有水解电石法和甲烷氧化法,但是这些方法成本高、污染严重、流程长,难以取得良好经济效益。而等离子体裂解煤制乙炔工艺具有清洁高效的优点,随着这项工艺技术的不断发展,煤制乙炔已经逐步具备替换传统工艺的趋势。然而煤制乙炔过程机理未知、工段耦合严重、时间滞后和结焦严重等问题尚未得到很好解决,导致目前现场不能长周期稳定运行。实现反应过程关键质量参数的实时测量是解决这些问题的首要任务,而目前对煤制乙炔的研究大部分还停留在化工工艺优化、机理探索研究阶段。本文从软测量建模角度切入,对两个关键性能指标进行实时预测,包括乙炔浓度和结焦厚度,提出采用数据驱动的软测量建模方法对乙炔浓度进行实时预测,采用混合机理和数据驱动的方法对结焦厚度进行预测,取得较高预测精度,为后续全流程管控的研究奠定重要基础,论文主要的工作和创新点如下:（1）对于等离子体裂解煤制乙炔研究现状和软测量算法进行综述,针对现场测量问题,提出本文的研究内容。对反应过程的乙炔生成机理进行详细...
【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】：124 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 等离子体裂解煤制乙炔研究现状
1.2.2 煤制乙炔研究现状分析
1.2.3 软测量研究现状
1.3 本文的主要创新点与组织结构
1.3.1 本文的研究内容与组织架构
1.3.2 本文的创新点
1.4 本章小结
2 软测量基本方法介绍
2.1 引言
2.2 统计学习模型
2.2.1 主元回归分析
2.2.2 偏最小二乘法
2.2.3 支持向量机
2.3 集成学习模型
2.3.1 GBDT
2.3.2 RF
2.4 人工智能法
2.4.1 ANN
2.4.2 LSTM
2.5 本章小结
3 基于改进集成模型的乙炔浓度软测量建模研究
3.1 引言
3.2 煤制乙炔过程工艺分析
3.2.1 煤制乙炔工艺流程介绍
3.2.2 乙炔浓度影响因素分析
3.3 XGBOOST算法
3.4 乙炔浓度软测量建模
3.4.1 数据采集
3.4.2 数据预处理
3.4.3 实验验证
3.5 结果分析
3.6 本章小结
4 基于改进LSTM的半监督乙炔浓度软测量建模研究
4.1 引言
4.2 改进LSTM软测量算法介绍
4.3 乙炔浓度半监督软测量建模
4.3.1 数据序列化
4.3.2 实验验证
4.4 结果分析
4.5 本章小结
5 煤制乙炔生产过程结焦厚度软测量研究
5.1 引言
5.2 结焦工艺机理分析
5.3 基于混合建模法的结焦厚度测量
5.3.1 基于流体动力学机理模型的结焦厚度估计
5.3.2 基于支持向量回归的结焦厚度软测量
5.3.3 混合机理和数据驱动的结焦厚度测量方法
5.3.4 实验验证
5.4 结果分析
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 研究工作展望
参考文献
附录
致谢
个人简历
攻读学位期间取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机理模型和模糊加权最小二乘支持向量机（LSSVM）算法的农杆菌发酵过程混合建模与优化[J]. 邵玉倩,宗原,刘以安,刘登峰. 食品与发酵工业. 2019(07)
[2]浅谈基于大数据技术的电网设备全生命监测分析[J]. 邹帅. 电脑知识与技术. 2018(33)
[3]炼油工业过程控制的研究现状、问题与展望[J]. 黄德先,江永亨,金以慧. 自动化学报. 2017(06)
[4]热等离子体超高温化学转化的过程研发和应用进展[J]. 程炎,李天阳,金涌,程易. 化工进展. 2016(06)
[5]氢氩等离子体热解煤焦油制乙炔结焦机理分析[J]. 李轩,程炎,韩建涛,郭屹,颜彬航,程易. 中国煤炭. 2015(04)
[6]热等离子体煤制乙炔裂解气烃类循环过程分析[J]. 程炎,颜彬航,李天阳,程易. 化工学报. 2015(06)
[7]氢等离子体裂解煤制乙炔结焦物形成机理[J]. 方世东,李绪奇,赵颖,陈龙威,沈洁,孟月东. 高电压技术. 2013(07)
[8]等离子体热解煤制乙炔结焦机理的研究[J]. 朱桂林,孟月东,舒兴胜,方世东. 化学工程. 2010(03)
[9]等离子体热解煤制乙炔工程化过程中的关键问题[J]. 郭伟,鲍卫仁,曹青,吕永康,谢克昌. 煤化工. 2006(05)
[10]氢等离子体裂解煤制乙炔稳态控制系统的设计与实现[J]. 刘英,罗家融,孟月东,瞿连政,李贵明,张明新. 核技术. 2006(08)
博士论文
[1]基于集成学习的工业过程监测[D]. 刘玥.浙江大学 2019
[2]磁旋转弧等离子体裂解煤制乙炔研究[D]. 马杰.浙江大学 2016
[3]煤的化学族组成初步研究及其在煤等离子体热解制乙炔中的应用[D]. 田原宇.太原理工大学 2004
[4]等离子体热解煤制乙炔及热力学和动力学分析[D]. 吕永康.太原理工大学 2003
硕士论文
[1]基于深度学习的半监督软测量建模方法[D]. 李浩.浙江大学 2019
[2]等离子体裂解煤制乙炔淬冷工段的研究[D]. 周高.浙江大学 2018
[3]孔板流量计准确度影响因素分析[D]. 李思达.东北石油大学 2018
[4]整流器对提高孔板流量计精度应用的研究[D]. 曹德嘉.上海交通大学 2017
[5]混合软测量模型在废水厌氧处理过程中的应用研究[D]. 刘林.华南理工大学 2017
[6]基于支持向量机的高炉铁水硅含量预测[D]. 马淑艳.浙江大学 2016
[7]石化企业生产过程虚拟现实仿真与可视化研究[D]. 周泽伟.浙江大学 2012
[8]等离子体裂解煤制乙炔淬冷过程的研究[D]. 胡建建.浙江大学 2012
[9]等离子体煤制乙炔裂解气粉尘物性分析及湿法除尘工艺研究[D]. 周伟.浙江大学 2012
[10]等离子体煤制乙炔裂解气颗粒物干法脱除实验研究及焦油去除装置设计[D]. 阮徐均.浙江大学 2012
本文编号：3631581
【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】：124 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 等离子体裂解煤制乙炔研究现状
1.2.2 煤制乙炔研究现状分析
1.2.3 软测量研究现状
1.3 本文的主要创新点与组织结构
1.3.1 本文的研究内容与组织架构
1.3.2 本文的创新点
1.4 本章小结
2 软测量基本方法介绍
2.1 引言
2.2 统计学习模型
2.2.1 主元回归分析
2.2.2 偏最小二乘法
2.2.3 支持向量机
2.3 集成学习模型
2.3.1 GBDT
2.3.2 RF
2.4 人工智能法
2.4.1 ANN
2.4.2 LSTM
2.5 本章小结
3 基于改进集成模型的乙炔浓度软测量建模研究
3.1 引言
3.2 煤制乙炔过程工艺分析
3.2.1 煤制乙炔工艺流程介绍
3.2.2 乙炔浓度影响因素分析
3.3 XGBOOST算法
3.4 乙炔浓度软测量建模
3.4.1 数据采集
3.4.2 数据预处理
3.4.3 实验验证
3.5 结果分析
3.6 本章小结
4 基于改进LSTM的半监督乙炔浓度软测量建模研究
4.1 引言
4.2 改进LSTM软测量算法介绍
4.3 乙炔浓度半监督软测量建模
4.3.1 数据序列化
4.3.2 实验验证
4.4 结果分析
4.5 本章小结
5 煤制乙炔生产过程结焦厚度软测量研究
5.1 引言
5.2 结焦工艺机理分析
5.3 基于混合建模法的结焦厚度测量
5.3.1 基于流体动力学机理模型的结焦厚度估计
5.3.2 基于支持向量回归的结焦厚度软测量
5.3.3 混合机理和数据驱动的结焦厚度测量方法
5.3.4 实验验证
5.4 结果分析
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 研究工作展望
参考文献
附录
致谢
个人简历
攻读学位期间取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机理模型和模糊加权最小二乘支持向量机（LSSVM）算法的农杆菌发酵过程混合建模与优化[J]. 邵玉倩,宗原,刘以安,刘登峰. 食品与发酵工业. 2019(07)
[2]浅谈基于大数据技术的电网设备全生命监测分析[J]. 邹帅. 电脑知识与技术. 2018(33)
[3]炼油工业过程控制的研究现状、问题与展望[J]. 黄德先,江永亨,金以慧. 自动化学报. 2017(06)
[4]热等离子体超高温化学转化的过程研发和应用进展[J]. 程炎,李天阳,金涌,程易. 化工进展. 2016(06)
[5]氢氩等离子体热解煤焦油制乙炔结焦机理分析[J]. 李轩,程炎,韩建涛,郭屹,颜彬航,程易. 中国煤炭. 2015(04)
[6]热等离子体煤制乙炔裂解气烃类循环过程分析[J]. 程炎,颜彬航,李天阳,程易. 化工学报. 2015(06)
[7]氢等离子体裂解煤制乙炔结焦物形成机理[J]. 方世东,李绪奇,赵颖,陈龙威,沈洁,孟月东. 高电压技术. 2013(07)
[8]等离子体热解煤制乙炔结焦机理的研究[J]. 朱桂林,孟月东,舒兴胜,方世东. 化学工程. 2010(03)
[9]等离子体热解煤制乙炔工程化过程中的关键问题[J]. 郭伟,鲍卫仁,曹青,吕永康,谢克昌. 煤化工. 2006(05)
[10]氢等离子体裂解煤制乙炔稳态控制系统的设计与实现[J]. 刘英,罗家融,孟月东,瞿连政,李贵明,张明新. 核技术. 2006(08)
博士论文
[1]基于集成学习的工业过程监测[D]. 刘玥.浙江大学 2019
[2]磁旋转弧等离子体裂解煤制乙炔研究[D]. 马杰.浙江大学 2016
[3]煤的化学族组成初步研究及其在煤等离子体热解制乙炔中的应用[D]. 田原宇.太原理工大学 2004
[4]等离子体热解煤制乙炔及热力学和动力学分析[D]. 吕永康.太原理工大学 2003
硕士论文
[1]基于深度学习的半监督软测量建模方法[D]. 李浩.浙江大学 2019
[2]等离子体裂解煤制乙炔淬冷工段的研究[D]. 周高.浙江大学 2018
[3]孔板流量计准确度影响因素分析[D]. 李思达.东北石油大学 2018
[4]整流器对提高孔板流量计精度应用的研究[D]. 曹德嘉.上海交通大学 2017
[5]混合软测量模型在废水厌氧处理过程中的应用研究[D]. 刘林.华南理工大学 2017
[6]基于支持向量机的高炉铁水硅含量预测[D]. 马淑艳.浙江大学 2016
[7]石化企业生产过程虚拟现实仿真与可视化研究[D]. 周泽伟.浙江大学 2012
[8]等离子体裂解煤制乙炔淬冷过程的研究[D]. 胡建建.浙江大学 2012
[9]等离子体煤制乙炔裂解气粉尘物性分析及湿法除尘工艺研究[D]. 周伟.浙江大学 2012
[10]等离子体煤制乙炔裂解气颗粒物干法脱除实验研究及焦油去除装置设计[D]. 阮徐均.浙江大学 2012
本文编号：3631581
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3631581.html
