膜分离过程的优化与控制方法研究PDF电子书下载

1绪论 1

1.1膜分离技术的发展和理想膜分离过程目标 1

1.1.1膜分离技术的发展及应用瓶颈 1

1.1.2膜分离过程控制的复杂性 4

1.1.3膜分离过程控制技术的现状及存在的问题 5

1.1.4理想膜分离过程的概念 6

1.2过程控制技术的研究现状 6

1.2.1控制理论与过程控制的发展 6

1.2.2过程控制系统的发展 7

1.2.3面向过程的集成优化控制技术 9

1.3本书的意义 10

2气体膜分离过程两段流程的控制 11

2.1气体膜分离机理分析 12

2.1.1气体膜分离原理 12

2.1.2气体膜分离过程的数学模型 13

2.1.3气体膜分离过程的影响因素 15

2.2炼厂气氢回收装置的控制 17

2.2.1两段工艺流程 18

2.2.2基本控制回路 19

2.3 PID参数整定 21

2.3.1 PID参数整定原则 21

2.3.2 PID参数整定方法 22

2.3.3原料气入膜温度的模糊自整定PID控制 22

2.4现场应用结果 24

2.4.1控制系统稳定性 25

2.4.2基于机理模型模拟的操作优化 26

2.5本章小结 27

3气体膜分离过程中性能指标的软测量技术研究 28

3.1神经网络软测量技术 28

3.1.1软测量技术 29

3.1.2神经网络软测量技术 29

3.2 RBF神经网络建模 30

3.2.1主导变量和辅助变量的选择 30

3.2.2数据采集和处理 30

3.2.3 RBF神经网络的建模 31

3.3仿真实验 32

3.3.1炼厂气氢回收装置的工艺流程 32

3.3.2样本的选择 33

3.3.3 RBF神经网络模型的训练与校验 33

3.4结果与讨论 36

3.5软测量模型的在线校正 36

3.6本章小结 37

4气体膜分离过程单级流程性能参数预测研究 38

4.1引言 38

4.2炼厂气氢回收膜分离过程单级流程 38

4.3过程建模变量确定 39

4.4数据采集处理和主元分析 39

4.5 RBFNN智能建模与过程性能参数预测 41

4.5.1 RBFNN智能建模 41

4.5.2过程性能参数预测 43

4.6 LSSVM智能建模与过程性能参数预测 45

4.6.1 LSSVM智能建模 45

4.6.2过程性能参数预测 48

4.7本章小结 49

5气体膜分离过程两级流程性能参数预测研究 51

5.1引言 51

5.2基于PCA-LSSVM的气体膜分离过程性能参数预测 51

5.2.1炼厂气氢回收过程两级流程 51

5.2.2过程建模变量确定 52

5.2.3数据采集处理与主元分析 52

5.2.4 LSSVM智能建模 53

5.2.5过程性能参数预测 54

5.3基于PSO-BPNN的气体膜分离过程性能参数预测 56

5.3.1天然气脱CO2过程两级流程 56

5.3.2过程变量确定与数据采集处理 57

5.3.3 BPNN智能建模与过程性能参数预测 58

5.3.4 PSO-BPNN建模与过程性能参数预测 58

5.4本章小结 62

6气体膜分离过程多级流程性能参数在线预测研究 63

6.1引言 63

6.2基于LSSVM的炼厂气氢回收过程性能参数在线预测 63

6.2.1炼厂气氢回收过程三级流程 63

6.2.2过程变量选择和数据采集处理 64

6.2.3在线模型的建立与校验 64

6.2.4过程性能参数预测 65

6.3基于LSSVM的天然气脱CO2过程性能参数在线预测 68

6.3.1在线模型的建立与校验 68

6.3.2过程性能参数在线预测 69

6.4本章小结 71

7气体膜分离物料平衡过程的控制与优化 73

7.1气体膜分离过程的关键控制参数 74

7.2物料平衡控制点的比较 76

7.3物料平衡的控制 78

7.3.1原料气流量的自动控制 78

7.3.2渗透气流量的自动控制 78

7.3.3物料平衡的控制方向 78

7.3.4物料平衡的双重控制 79

7.4物料平衡过程优化控制 80

7.4.1过程优化与遗传算法 81

7.4.2物料平衡过程优化控制算法 82

7.5现场应用结果 84

7.6本章小结 86

8液体膜分离浓缩过程的控制 87

8.1影响反渗透和纳滤膜性能的因素 87

8.2浓缩过程的工艺流程 88

8.2.1定时清洗间歇排料浓缩工艺流程及循环程序 89

8.2.2随机清洗连续排料浓缩工艺流程及控制时序 90

8.3大豆低聚糖随机清洗连续排料浓缩工艺流程的控制 92

8.3.1排料量的SCC二级控制 92

8.3.2原料罐液位的选择性控制及PFC预测函数控制 93

8.3.3大豆低聚糖浓缩过程先进控制系统 97

8.4现场应用结果 100

8.4.1现场数据 100

8.4.2控制效果 100

8.5本章小结 101

9膜分离过程全集成优化控制系统设计 103

9.1膜分离过程优化控制的意义 103

9.2膜分离过程全集成优化控制的基本思想 103

9.3膜分离过程全集成优化控制系统的设计原则 105

9.4膜分离过程全集成优化控制系统的功能设计 105

9.4.1膜分离过程全集成优化控制的目标 105

9.4.2膜分离过程全集成优化控制系统的总体结构 106

9.4.3炼厂气氢回收过程全集成优化控制系统 107

9.5现场应用结果 111

9.5.1现场数据 111

9.5.2技术经济分析 112

9.6本章小结 112

结论 113

参考文献 115

附录 膜分离性能预测 120

名词索引 122