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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
一种采用自动调心轴承的轴系实验台架
一种采用自动调心轴承的轴系实验台架,属于船舶轴系实验台架,解决现有船舶轴系试验台架艉轴承装卸困难,操作不便的问题。本发明包括电机、齿轮箱、中间轴承、艉轴承和变频器,所述艉轴承由轴套、轴瓦和多根键条构成,轴套由形状相同的上半轴套和下半轴套组成,上、下半轴套的半圆弧面上具有轴向上通槽;轴瓦由一体的筒体和法兰盘构成,筒体内壁具有三道环形凹腔,筒体外壁开有轴向键槽,用于容纳所述键条;所述键条包括刚性键条和弹性键条,分别用以模拟刚性支撑工况和弹性支撑工况。本发明结构简单,装卸方便,能简单快捷地实现自动调心艉轴承与普通刚性轴承的转换,实现轴系在两种不同支撑工况下的静动态特性对比试验研究。
华中科技大学 2021-04-14
规则食品、药品全自动理料、装盒、装箱、封箱、码垛生产 线
受我国过去人口红利的影响,目前,食品、药品等行业后道包装线自动化程度还很低,主要依赖人工作业。随着人工成本的增加,后道包装的自动化需求日趋强烈。 本项目针对食品、药品后道包装需求,开发了全自动理料、装盒、装箱、封箱、码垛成套装备。图 1 为流水线照片。具有自主知识产权的分项设备包括:自动整列、理料机,自动分选机,自动装盒机,自动装箱机,自动封箱机,自动码垛机。 创新要点:实现食品、药品后道包装的全自动化生产。 效益分析:(资金需求总额 500 万元)目前,国内食品、药品后道包装的自动化程度普遍很低,自动化需求旺盛,全国至少有上百亿的市场空间。 推广情况:推广中。
江南大学 2021-04-13
四槽式医用数控全自动超声波清洗器
产品详细介绍 JK系列四槽式医用数控全自动超声波清洗器 本仪器是根据医医院的特点设计成简便式的超声波清洗流水线。有超声清洗、超声漂洗、电热风干燥等部分组成。主要适用于医院手术刀、止血钳、镊子、注射针头、各式大小注射器、试管、玻璃片、换药碗、各种盘、圆桶、测压器等放性、污染性、大批量、高洁度的清洗,是医院手术室、供应室及消毒中心的必备设计: 清洗流程超声波清洗——超声波漂洗——煮沸消毒器——热风干燥  
合肥金尼克机械制造有限公司 2021-08-23
QR-4C型全自动碳硫联测分析仪
产品详细介绍QR-4C型全自动碳硫联测分析仪仪器主要技术参数: 测量范围:碳:0.010~6.000% 硫:0.0003~2.0000% 测量时间:45秒 测量精度:符合GB223.69-2008,GB223.68-1997标准如改变测试条件,该范围可相应扩大仪器主要特点:1、采用单片机控制,全自动操作,零点自动调整彻底消除人为误差,性能可靠,抗干扰强;2、采用国际先进的传感技术,使用进口传感器测量结果可数字显示并自动打印测试结果;3、采用气体容量法定碳、碘量法定硫;4、机箱一体化设计,美观、大方;5、通用仪器接口,便于更新升级。
南京第四分析仪器有限公司 2021-08-23
g1 JSQ-ⅡA型单功能自动喷液净手器
产品详细介绍g1 JSQ-ⅡA型单功能自动喷液净手器       产品介绍:  本系列产品手消毒器是适应“GMP”制药﹑食品生产企业﹑生物制品无菌﹑洁净室的生产要求;医院手术室﹑病区﹑计生站等环境的消毒技术要求;金融﹑宾馆﹑饭店﹑机关企事业单位的卫生要求而专业制造。主要特点: l红外线感应控制,自动喷淋杀菌。l可清洗药液瓶,从根本上杜绝了交叉感染,持续杀菌,可供多人连续使用。l用户自定用量,有效的节约消毒液和水资源,是一种节能型环保产品。l安装简便,壁挂在水池上即可。技术参数:l型号:JSQ-ⅡAl药液容量:1500mll主要功能:消毒l环境温度:5℃-40℃l环境湿度:≤80%l感应距离:8-12CMl安全类型:II类l工作方式:间断工作l功率:≤20Wl额定电压:AC220-240V±10% 50/60HZl净重/毛重:2.3KG/3KGl外形尺寸:233*150*375(mm)l挂孔直径:Φ6mml挂孔间距:130mm应用范围: l医院的手术室、病区、护士站、病房等医护人员的消毒和处理。l“GMP”制药企业、食品生产企业、生物制品、无菌、洁净室的操作人员的消毒和处理,银行、储蓄所人员的手部消毒及宾馆、饭店、机关企事业单位使用。
北京唐林电子科技研究院 2021-08-23
上海固银专业生产固银98升全自动氮气柜
产品详细介绍产品特性:1.柜体采用1mm及1.2mm优质钢板制作,多处加强结构,承重性能好,重叠式结构设计,密封性能极佳。2.表面处理采用先进的有18道工序组成的粉体橘纹烤漆,耐腐蚀性强。3.防静电机型表面处理采用先进的防静电烤漆,静电阻值为106-108欧姆,美观大方,耐腐蚀性强.4.门镶3.2mm高强度钢化玻璃。平面加压把手锁一体化设计,有防盗功能。5.底座配可移动带刹车脚轮方便移动及固定。防静电机型脚轮为防静电脚轮。6.LED超高亮数码显示,温湿度传感器采用美国原装著名品牌honeywell。温湿度独立显示,湿度可设定且具有记忆功能,断电后无需再设定。7.配备氮气节约装置,当箱内湿度到达设定值时,系统会自动切断氮气供应,当超过设定值时,系统会智能打开氮气供应。相比市场其他直充氮气机型可节约70%氮气消     耗量。大程度降低使用成本。8.独家采用多点供气系统。氮气通过30多个小孔冲入箱内,箱内氮气分布比较均匀。避免了普通单点供气而产生的死点死角现象。9.行业内唯一一家通过ROHS环保的产品。避免重金属等元素污染存放的产品。10.行业内唯一一家拥有智能化控制系统的氮气柜。自动判断机器内湿度来决定工作时间,节省能源,延长产品使用寿命。 产品机芯采用中加合作先进技术,使得产品性能稳定,质量大有保障。11.电源:220V  50/60 HZ    平均功率:8W。12.用于湿度敏感类材料的存放,防潮保管,如IC等湿度特别敏感的材料存放 ,可选购防 静电烤漆机型。13.免费上门维修2年,终生免费咨询。
上海固银实业有限公司 2021-08-23
2012全面升级液晶高级全自动电脑心肺复苏模拟人(男)
产品详细介绍上海康丰医学仪器科技发展有限公司生产供应 液晶显示高级全自动电脑心肺复苏模拟人(男) 产品介绍:该产品结合2010国际心肺复苏标准,产品功能全面升级。其核心模块儿包括模拟人、心肺复苏显示屏。可进行心肺复苏的训练和考核。实现瞳孔变化、颈动脉搏动、气道开放等心肺复苏施救成攻的必要条件。适用于社会心肺复苏培训机构、医院、医学院、卫校等医疗单位进行心肺复苏培训的。执行标准:美国心脏学会(AHA)2010国际心肺复苏(CPR)&心血管急救(ECC)指南标准材料特点:模拟人的脸皮可保用三年,无须更换。面皮肤、颈皮肤、胸皮肤、头发,采用进口热塑弹性体混合胶材料,由不锈钢模具、经注塑机高温注压而成,具有解剖标志准确、手感真实、肤色统一、形态逼真、外形美观、经久耐用、消毒清洗不变形,拆装更换方便等特点,其材料达到国外同等水平。功能特点:★ 模拟人上肢关节可自由活动。★ 豪华型外置热敏打印机;★ 成绩打印:操作结果可热敏打印长条成绩单与短条成绩单;长条成绩单可以显示吹气按压曲线波形图。■ 模拟标准气道开放显示,语言提示;■ 人工手位胸外按压指示灯显示,数码记数显示,语言提示:1)按压位置正确,错误的指示灯显示,数码记数显示,错误的语言提示;2)按压强度正确(>5cm)、错误(<5cm)的显示分别由条形(黄绿红)数码指示灯移动的动态反馈显示CPR按压深度;正确、错误的数码记数显示及错误的语言提示;■ 人工口对口呼吸(吹气)的指示灯显示、数码计数显示、语言提示:1)吹入的潮气量≤500ml/600m-1000ml≤的显示分别由条形(黄绿红)数码指示灯移动的动态反馈显示吹气量度;正确、错误的数码计数显示及错误的语言提示;2)吹入的潮气量过快或超大,造成气体进入胃部指示灯显示;数码计数显示及错误语言显示;■ 操作周期:按压与人工吹气30:2(单人或者双人),完成五个循环周期CPR操作;■ 操作频率:最新国际标准:100次/分钟;■ 操作方式:训练操作,考核操作;■ 操作时间:以秒为单位时间计时,可设定考核操作时间;■ 语言设定:可进行语言提示设定及提示音量调节设定;或关闭语言提示设定;■ 模拟人体征变化:初始状态时,模拟人瞳孔散大,颈动脉无搏动;按压过程中,颈动脉被搏动;模拟人抢救成功后,瞳孔缩小,颈动脉自主博动。■ 电源状态:采用220V外接电源,经过内置开关电源稳定输出5V直流电源(供外置打印机使用)。 标准配置:■ 高级心肺复苏模拟人一具;■ 高级电脑显示器一台;■ 豪华手拉式人体硬塑箱一只;■ 豪华型外置热敏打印机;■ CPR消毒面膜(50张/盒)一盒;■ 可换肺气袋五个;■ 复苏操作垫一条;■ 热敏打印纸两卷;■ 产品保修卡、产品合格证、使用说明书、急救操作手册一套。其他可选配套:四肢创伤模块 这款是我们康丰公司2012最新全面升级版 更多相关产品请登陆:www.kangfeng8.com 或请致电:021-62329868  62329878   
上海康丰医学仪器科技发展有限公司 2021-08-23
大屏幕液晶彩显高级全自动电脑心肺复苏模拟人(男)
产品详细介绍上海康丰医学仪器科技发展有限公司专业生产急救技能训练模型(2010版心肺复苏模拟人)、护理技能训练模型(护理人模型)、妇幼技能训练模型、临床诊断训练模型、中医针灸教学模型、电动医学教学模型、人体骨骼模型、人体解剖模型等医学教学模型。咨询电话:021-62329868 62329878 网址:www.kangfeng8.com 产品介绍:KAF/CPR500S大屏幕液晶彩显高级全自动电脑心肺复苏模拟人(男)该产品结合2010国际心肺复苏标准,产品功能全面升级。产品由模拟人、大屏幕液晶彩显显示屏组成。其造型更完美、功能更强大、操作更方便的领先产品。专门针对社会心肺复苏培训机构、医院、医学院、卫校进行心肺复苏培训。执行标准:美国心脏学会(AHA)2010国际心肺复苏(CPR)&心血管急救(ECC)指南标准材料特点:模拟人的脸皮可保用三年,无须更换。面皮肤、颈皮肤、胸皮肤、头发,采用进口热塑弹性体混合胶材料,由不锈钢摸具、经注塑机高温注压而成,具有解剖标志准确、手感真实、肤色统一、形态逼真、外形美观、经久耐用、消毒清洗不变形、拆装更换方便等特点,其材料达到国外同等水平。功能特点:★ 模拟人上肢关节可自由活动。★ 豪华型外置热敏打印机。★ 成绩打印:操作结果可热敏打印长条成绩单与短条成绩单;长条成绩单可以显示吹气按压曲线波形图。■ 大屏幕液晶显示人工呼吸与胸外按压、脉搏心电动态的模拟显示。 ■ 模拟标准气道开放显示,提示类显示。■ 人工手位胸外按压指示灯显示、液晶计数显示、语言提示:1)按压位置正确、错误的指示灯显示;液晶计数显示;错误的语言提示。2)按压强度正确(>5cm)、错误(<5cm)的显示分别由条形(黄、绿、红)数码指示灯移动的动态反馈显示CPR按压深度;正确、错误的液晶计数显示及错误的语言提示。■ 人工口对口呼吸(吹气)的指示灯显示、液晶计数显示、语言提示:1)吹入的潮气量≤500ml/600ml-1000ml≤的显示由条形(黄、绿、红)数码指示灯移动的动态反馈显示吹气量度;正确、错误的液晶计数显示及错误的语言提示。2)吹入潮气量过快或超大,造成气体进入胃部指示灯显示;液晶计数显示及错误语言提示。■ 操作周期:按压与人工吹气30:2(单人或者双人),完成五个循环周期CPR操作;■ 操作频率:最新国际标准:100次/分。■ 操作方式:训练操作;考核操作。■ 操作时间:以秒为单位计时,可设定考核操作时间。■ 语言设定:可进行语言提示设定及提示音量调节设定;或关闭语言提示设定。■ 检查瞳孔反应:考核操作前和考核程序操作完成后模拟瞳孔由散大、缩小的自动动态变化过程的真实体现。■ 检查颈动脉反应:用手触摸检查,模拟按压操作过程中的颈动脉自动搏动反应;以及考核程序操作完成后颈动脉自动搏动反应的真实体现。■ 电源状态:采用220V外接电源,经过内置开关电源稳定输出5V直流电源(供外置打印机使用)。 标准配置:■ 高级心肺复苏模拟人一具;■ 高级电脑大屏幕液晶显示器一台;■ 豪华手拉推式人体硬塑箱一只;■ 复苏操作垫一条;■ CPR消毒面膜(50张/盒)一盒;■ 人工呼吸屏障面罩(挂件式)一只;■ 可换肺气袋五个;■ 热敏打印纸二卷;■ 最新教材书一本;■ 产品保修卡、产品合格证、使用说明书、急救操作手册一套。选    配:四肢创伤模块
上海康丰医学仪器科技发展有限公司 2021-08-23
自动体外模拟除颤训练仪AED训练器训练专用
AED训练器 XM-AED98D自动体外模拟除颤仪由主机、电池盒、训练专用电极贴片和遥控器组成,适用于高等医学院校、护理学院、职业卫生学校、医院师生进行BLS训练、教学使用,使学员熟悉BLS的急救过程和步骤,掌握AED除颤仪的使用方法。 自动体外模拟除颤仪 一、功能特点: 1、自动体外除颤仪设计符合人机工程学,打开盒盖则设备开机,关闭盒盖则设备自动关机,具有单键除颤功能操作,面盖背部可存放AED电极贴片。 2、模拟急救现场AED的工作流程,但无高压电击除颤工作,全程中文语音提示,指导学员熟悉BLS的工作流程及AED使用要点。 3、自动侦测除颤电极片的贴敷位置是否正确,学员通过反复使用模拟AED可以熟悉电极片贴敷位置,模拟人胸部没有可见的电极片连接纽扣,因此,学员必须应用所学的解剖学知识,通过AED语音提示及相关的LED指示灯得到操作反馈信息。 4、系统内置9个脚本(只需单次除颤的室颤、需要多次除颤的室颤、发现并解决故障-除颤电极片、反复颤动的室颤、不需要除颤、需要2次除颤的室颤、发现并解决故障-电池电量低、室颤、发现并解决故障-触碰病人),可模拟不同情景的急救现场情况,并且全程语音提示指导训练者完成BLS训练,可以根据需要暂停或继续BLS过程。 5、故障模拟功能:通过遥控器选择可以进行情景模拟的语音提示,包括:除颤过程有其他人接触病人身体、贴片位置错误、贴片位置正确、无需除颤、需要除颤、机器故障、电池电量低等。 可充电式电池设计 6、电量管理功能:AED训练器自动侦测电池电量,当电池电量不足时,系统将有“电池电量低,请更换”语音提示。在两次AED期间,系统处于待机状态,进入省电模式,开机后如果3分钟内无任何操作,系统将自动进入关机状态。 AED自动体外模拟除颤训练仪-遥控器 二、标准配置: 1、AED自动体外模拟除颤仪:1台 2、遥控器:1个 3、电源适配器:1个 4、电极片:1副 5、说明书:1本 6、保修卡合格证:1张
上海欣曼科教设备有限公司 2021-08-23
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