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反应与精馏强化过程的自动控制与性能优化技术
1.项目背景 化学反应器与精馏装置是石化生产过程中使用最为广泛的设备,也是最主要的耗能单元,反应器与精馏塔运行的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。反应与分离强化过程通常由多个单元耦合联接而成,其不仅涉及反应与分离能力的协同机制、多单元组合与系统整体运行效能的关系,而且强化过程具有强非线性、大滞后和多变量耦合特性,以及经济、环境与安全等不确定性因素的干扰,都对强化过程的平稳操作、协同调控与分级优化带来诸多的挑战。 采用反应与精馏强化技术,通过传质与传热的强化、物质流与能量流相互耦合,使强化过程具有大幅度提高反应转化率或选择性,降低生产能耗和污染物排放等优越性。然而这种集成优势只有在反应能力与分离能力动态协同作用条件下才能被充分发挥,而且强化过程具有多稳态、强非线性和多变量强耦合特性,这些都对强化过程的自动控制与优化理论提出了新的挑战。 采用传统控制模式,当系统受到干扰时,很容易引起反应与分离能力动态失调和工况发生大范围波动与偏移,造成产品质量不合格和能耗增加等控制难题。因此,在传统控制模式的基础上,探索反应与精馏强化过程的动态协同调控方法与动态优化理论,对解决集成装置的平稳操作与自动控制难题,切实提高系统运行品质,有效降低装置生产能耗和污染物排放方面具有重要意义 2.项目技术原理 南京工业大学绿色化工研究所,经过多年研究发明了不同工况反应与蒸馏集成技术,可根据不同体系的特殊要求,实现不同工况反应与精馏的最佳匹配,解决了反应与蒸馏操作条件必须一致等问题。本项目在对强化过程机理模型、经济稳态优化和动态特性分析的前期研究基础上,研究反应能力与精馏能力的动态协同调控新方法和强化过程的分级优化理论,提出反应与精馏强化过程一体化设计思想,对传统多单元生产过程具有很好的借鉴作用。项目针对反应与精馏过程自动控制系统设计与性能优化调节方面主要开展以下技术: (1)反应与精馏强化过程多变量自动控制方案的设计与性能分析 在对反应与精馏过程机理建模、经济稳态优化设计和动态特性分析基础上,采用稳态增益矩阵和奇异值分析方法,合理选择过程被控变量和操作变量配对模式,运用传统控制策略设计反应精馏强化过程多变量自动控制方案,采用ASPEN PLUS流程模拟软件和ASPEN DYNAMIC模块进行控制方案的动态模拟测试,并根据实际工艺扰动情况,通过在动态流程模拟系统上分别加入不同幅度和方向的多种扰动和改变系统设定值,评价传统控制模式闭环系统性能,在此基础上,改进自动控制方案设计,确保设计的自动控制方案在实际应用中能够维持平稳有效运行。 (2)生产负荷自动调节和优化技术原理 反应与精馏过程的生产负荷经常随着市场需求的变化进行调整,负荷的变化将可能引起系统工况的波动,产品质量下降,能耗增加等问题,甚至造成系统不稳定而被迫停机。本项目采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制与传统控制相融合方法,实现反应与分离能力动态协同调控;本项目在多变量基础控制系统上,在关键控制回路增加设定值智能调节模块和多变量协调预测控制模块,分别采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制(Error tolerant DMC)与传统控制相融合方法,实现反应能力与分离能力动态协同调控,使系统获得了良好的跟踪性能和鲁棒性。解决传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调,导致产品质量不合格、能耗和污染物排放增加等控制问题。在多变量协调预测控制模块设计中,对于反应器出口成分和产品质量等不可在线测量的关键变量,采用机理模型和经验模型建立产品成分软测量模型,实现对产品成分、反应转化率等不可测被控变量的在线估计。 (3)反应与精馏强化过程的系统性能优化技术 在经济稳态优化设计前期研究基础上,开展多目标多约束动态优化与多变量跟踪控制相结合的分级优化理论研究。在上层多目标多约束的动态优化设计中,是以能耗和操作成本最小为优化目标,以质量、尾气/废液排放和过程动态模型等为约束条件,采用多目标优化算法对强化过程的关键操作参数进行动态优化计算,给出工况最优调节方案。根据多目标动态优化给出的关键参数设定值最优调节方案,采用设定值多步长滚动优化给出多变量预测控制的参考轨迹,通过多变量协调预测控制和基础控制回路的跟踪调节,使系统输出快速跟踪设定值的最佳操作值,实现工况优化与平滑调节,确保系统维持高品质运行特性,从源头降低工况大范围波动和事故发生的概率。 3.关键技术路线 项目针对反应与精馏过程,融合了化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术,采取理论研究、模拟实验和工业应用相结合的技术路线,如下图所示。项目分别开展反应精馏过程的多变量基础控制系统设计、反应与分离能力动态协同调控新方法、强化过程分级优化理论研究,并将项目成果融合,开展不同工况反应与精馏强化过程的一体化工程设计,研制一套流程模拟综合实验平台,进行模拟验证和工程应用研究。 4.项目技术特色和创新性 (1)针对反应与精馏强化过程,在传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调和工况偏移,导致集成优势难以充分发挥工程问题,项目提出将设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制、多目标多约束动态优化与传统基础控制相融合的动态协同调控新方法与分级优化理论,在反应与分离动态协同作用下实现工况的优化与平滑调节,确保系统维持高品质运行特性。 (2)项目沿着学科交叉与融合方向,将化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术相结合,提出不同工况反应与精馏强化过程流程模拟、控制系统设计与集成优化理论相结合的一体化工程设计思想,并在常压反应与减压精馏集成的甲苯氯化反应精馏工业装置上进行工程应用研究,解决装置自动控制与平稳操作等实际控制问题,发挥强化过程高转化率/高选择性、低能耗的集成优势。
南京工业大学 2021-01-12
MMW-1A组态控制万能摩擦磨损试验机
产品详细介绍 MMW-1A组态控制万能摩擦磨损试验机 1、性能特点:         该机引入过程控制原理,将工业控制计算机与组态软件技术、网络技术紧密结合;并采用一体化的结构设计,将嵌入式工业控制计算机、组态软件、采集模块、执行器组合在一个框架内,完成对整个试验过程的控制,所有的试验操作都能在计算机主界面中进行,是国内首次应用该项技术的摩擦磨损试验机,具有组态控制方式灵活、摩擦副种类多、调速范围大、能够模拟高温环境,自动化程度高、使用调整方便的特点。 2、适用范围:         该机在一定的接触压力下,能够模拟滚动、滑动或滑滚复合运动,具有多种摩擦副,能够完成点、线、面摩擦模拟试验。可用来评定润滑剂、金属、塑料、涂层、橡胶、陶瓷等材料的摩擦磨损性能。既能满足传统石化行业用户研制、开发、检测各种中高档系列液压油、内燃机油、齿轮机油的需求,又能满足新兴材料开发、新工艺研究用户进行模拟评定测试的需求。 3、主要技术经济指标   序号 项目 技术指标 1 试验力工作范围 10~1000N(无级可调) 2 试验力示值相对误差 ±1% 3 摩擦力矩测量范围 2.5N.m 4 摩擦力矩示值相对误差 ±2% 5 主轴转速范围 1~2000r/min 6 使用减速装置时: 0.05~20r/min 7 试验介质 油、水、泥浆、磨料等 8 温度控制范围 室温~300℃ 9 试验机主轴与下副盘最大距离 >75mm 10 时间控制范围 10s~9999min 11 计算机及数据处理系统      使用工业控制计算机及组态软件,实现对整机和试验过程的全程控制,实时显示各种参数,自动记录摩擦力—时间曲线和温度—时间曲线
济南竟成测试技术有限公司 2021-08-23
LED控制器40W智能单色支持光照度
了解更多产品详情,请与我们联系 180 6798 3675 公司官网:https://www.lierda.com
浙江利尔达客思智能科技有限公司 2021-08-23
VE-2301可编程控制器实验装置
产品详细介绍整套装置采用模块化设计,实验内容丰富,结构科学合理,用实验模块模拟了多种采用PLC控制的电气系统.适用在电气自动化、自动控制、机电一体化等专业的配套教学实验.既可以做教材章节后的例行实验,也可用于学期末的课程设计和毕业设计。(1)PLC主机:三菱FX2N-48MR。(2)模拟实验模块:利用开关、按钮、LED各色发光管、LED数码管、指示灯、接触器、继电器、蜂鸣器等电气元件构成,即可进行模拟实验指令训练,也可以带电机负载进行实训操作.可采用其他类型PLC主机进行控制。(3)编程工具:便携式编程器、个人电脑。(4)编程方式:指令表、梯形图、SFC语言。
广东威士邦科技实业有限公司 2021-08-23
基于匹配理论的D2D异构网络高能效资源分配技术研究
D2D 异构网络技术(即终端直通技术),不需要通过基站或核心网进行数据中转和处理,只需在移动终端之间建立通信链路即可直接传输数据,为突破上述技术瓶颈提供了一种新型的网络架构。目前,D2D 技术已被IMT-2020(5G)推进组确定为第5代移动通信系统的关键技术之一。然而,D2D 通信无线资源分配方面的研究,必须考虑能量效率和能量使用的优化。由于移动终端的电池容量有限,一旦忽视数据传输中对能量效率的优化,将使得数据传输由于能量枯竭而中断,重要信息无法及时传达,严重影响服务质量和用户体验。针对4G 智能手机的用户调查结果表明,只有不到25%的用户对手机续航时间表示满意,手机续航时间已经成为影响用户满意度和品牌忠诚度的关键因素之一。   课题组深入研究了频谱效率和能量效率之间的内在关联,其研究结果表明,在考虑实际电路功率损耗的情况下,频谱效率和能量效率不再是简单的单调递减关系,而是随着频谱效率的增加,能量效率呈现先单调递增后单调递减的特性。通过上述分析可以看出,如果一味追求高频谱效率和高吞吐量,将会带来移动终端能量效率的大幅度下降。因此,课题组针对D2D异构网络频谱资源复用的复杂场景,将针对能效最优的NP难联合资源分配问题转换为用户偏好下的随信道状态和干扰水平而动态变化的一对一匹配问题,并通过采用稳定匹配理论、非合作博弈理论、非线性优化理论来解决能效优化问题。研究结果表明,在保障QoS情况下,相比传统的高谱效资源分配方法,该方案可以将移动终端的功率消耗降低200%以上。,本项目的核心研究方向正是将节能减排战略方针落实到移动通信的基础研究领域中,与国家中长期科技发展方向和国际通信产业长期发展趋势相一致,将在技术、环境和经济等多个方面具有重要的研究意义和实用价值。    课题组负责人周振宇自参加工作起即投入到异构网络资源分配、干扰协调、移动性管理、自组织组网等方面的研究工作中,作为项目负责人,先后主持了多项国家级、省部级科研项目,包括国家自然科学基金青年科学基金项目、北京市自然科学基金青年科学基金项目、北京市优秀人才计划项目等,积累了深厚的理论基础和丰富的研究经验。以 第 一 作 者 和 通 信 作 者 在 IEEE Transactions on Communications 、IEEE Transactions on Vehicular Technology、IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems、IEEE Transactions on Green Communications and Networking、IEEE Journal on Selected Areas in Communications、IEEE Transactions on Industrial Informatics等通信领域主流期刊发表论文30 余篇,在IEEE ICC、IEEE Globecom 等通信领域旗舰会议发表文章30 余篇,其中2 篇论文入选ESI 高被引论文。   其研究工作已被 Prof. Zhu Han(IEEE Fellow)、Prof. Weihua Zhuang(加拿大工程院院士、IEEE Fellow)、Prof. Sherman Shen(加拿大工程院院士、IEEE Fellow)、Prof. Vincent Poor(美国科学院院士、加拿大科学院院士、英国皇家科学院院士、IEEE Fellow)、Prof. Andreas Molisch(奥地利科学院院士、IEEE Fellow)、易芝玲教授(中国移动研究院首席科学家)以及JSAC、IEEE Transactions on Wireless Communications、IEEE Communications Magazine 等通信领域顶级期刊引用和正面评价。荣获IET Communications 最佳期刊论文奖(the IET Premium Award in 2017,每年在全球范围内仅选拔1 篇)、IEEE 通信协会绿色通信与计算专委会最佳论文奖(IEEE ComSoc Green Communications and Computing Technical Committee 2017 Best Paper Award,在IEEE Globecom 2017 会议上颁奖)   目前担任 IEEE Access、Transactions on Emerging Telecommunications Technologies、IEEE Communications Magazine 等国际学术期刊的编辑及客座编辑,担任IEEE ISADS’15 智能电网通信与网络技术专题研讨会联合主席,担任IEEE Globecom、IEEE ICC、IEEE WCNC、IEEE VTC、IEEE PIRMC、IEEE CCNC、IEEE APCC 等国际学术会议的技术委员会委员。在国际标准化方面,担任IEEE 异构网络授权/非授权频谱融合标委会工作组骨干成员(IEEE Standards Association, P1932.1 Working Group, “Licensed/Unlicensed Spectrum Interoperability in Wireless Mobile Networks”)。应邀在IEEE 车辆技术协会旗舰会议IEEE VTC’18 上作Tutorial 报告(报告题目:Internet of Vehicles: When SDN, Edge Computing and Big Data Meet Intelligent Transport Systems)。2016 年入选北京市委组织部“北京市优秀人才计划”,2017 年入选IEEE 高级会员(IEEE Senior Member)。   该研究由中国国家自然科学基金委项目61601180和61601181,中央高校基础研究基金资助项目2014MS08和2016MS17,日本学术振兴会JSPS KAKENHI 26730056, JP15K15976和JP16K00117以及JSPS A3 Foresight等项目资助。
华北电力大学 2021-02-01
4HQL-2 型挖拔组合式全喂入花生联合收获机
该机能一次完成挖掘、去土、输送、摘果、分离、清选、集箱 等作业,极大地提高了劳动生产率。该机在挖掘、夹持、输送、去土、摘果等 关键技术均采用课题组研制的最新科技成果,样机性能已通过农业部农业机械 试验鉴定总站检验,主要技术参数和技术经济指标达到国家标准要求。本机适 用于我国所有花生垄作地区的收获。经各花生主产区田间试验表明每机平均作 业效率 1.8 亩/小时左右,比人工作业效率提高 25 倍以上;摘果率≥97%、总损 失率<3.5%。该机结构相对简单,制造成本仅 7.5 万元左右,应用技术要求不 高,因此该机有着极为广阔的推广应用前景。 
青岛农业大学 2021-04-11
一种调节TH1/TH2细胞比例的组合物及制法
【发 明 人】潘苏华;高青【技术领域】本发明属于中药保健技术领域,具体涉及一种调节Th1/Th2细胞比例的组合物及制法.【摘要】本发明涉及一种调节Th1/Th2细胞比例的组合物,它所含的活性成分由下列重量份的原料制备而成:蛹虫草40-80份,太子参300-700份,香橼100-300份,佛手100-300份,银杏叶提取物1-5份,经提取后按常规工艺制备成颗粒剂、散剂、片剂或胶囊剂,本发明还公开了其在制备升高Th1型细胞、降低Th2型细胞和调节Th1/Th2细胞比例的健康食品中的应用。
南京中医药大学 2021-04-13
一种减少 SO2 对 SCR 催化剂毒害的装置及方法
本发明公开了一种减少 SO2 对 SCR 催化剂毒害的装置及方法,属于燃煤烟气脱硝技术领域。装置包括多孔反应容器和分子筛膜;所述多孔反应容器采用多孔材料制成,用于装载 SCR 催化剂;所述分子筛膜包覆于所述多孔反应容器外表面,所述分子筛膜的孔道直径小于SO2 的分子动力学直径且大于 NH3 和 NO 的分子动力学直径。根据分子筛的筛分特性,NO、NH3 和 O2 可以进入容器内部,并在 SCR 催化剂表面反应生成 N2 和 H2O,生成的 N2 可以从容器开口端流出,而SO2 无法进入,或只有少量 SO2 通过回流进入容器内部,从而大大减小了 SO2 对 SCR 催化剂的毒害作用。
华中科技大学 2021-04-13
基于内吗啡肽 2 和神经肽 FF 的嵌合肽及其合成和应用
在临床上,吗啡类的阿片药物已被人们广泛的应用于治疗和缓解各种疼痛,但是由于阿片类的镇痛药能引起严重的不良反应和阿片依赖作用,而大大限制其在临床治疗中的应用。已有的研究表明哺乳动物中枢和外周都广泛存在着阿片受体。1997 年,发现内吗啡肽(endomorphins,EMs),即内吗啡肽 1(EM-1,Tyr-Pro- Trp-Phe-NH2)和 2(EM-2,Tyr-Pro-Phe-Phe-NH2)为 μ 阿片受体(MOR)内源性的高效选择性的激动剂,它们对 μ 阿片受体的 Ki 分别为 360 pM
兰州大学 2021-04-14
海洋微藻生物固定燃煤烟气中 CO2 的性能与机理研究
海洋微藻生物固定燃煤烟气中 CO2 的性能与机理研究,该研究的 2 篇论 文入选 ESI 高被引论文,受到世界范围内相关研究领域科研工作者的关注。
上海理工大学 2021-01-12
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