純堿生產(chǎn)碳化工藝過程建模與優(yōu)化控制.pdf

1、純堿是重要化工原料，廣泛用于現(xiàn)代商品生產(chǎn)，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中占有重要的地位。碳化過程是制堿工藝的中心環(huán)節(jié)，是一個(gè)具有氣、液、固三相參與的，包括吸收、反應(yīng)、結(jié)晶、流動(dòng)等物理化學(xué)過程的復(fù)雜過程。因此，對(duì)純堿碳化過程建模與優(yōu)化控制的研究，對(duì)于改善結(jié)晶品質(zhì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。 在純堿生產(chǎn)的碳化過程中，由于塔內(nèi)的反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，涉及到的變量較多，各種反應(yīng)原料都會(huì)受到其它工序的相互牽制，從而導(dǎo)致在實(shí)際生產(chǎn)過程中，塔中各原料的波動(dòng)頻

2、繁，加上設(shè)備老化、負(fù)荷變化，使得在實(shí)際生產(chǎn)過程中，物料的利用率普遍不高，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量也不理想，且工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也較大，為解決此一系列問題，本文提出了針對(duì)純堿生產(chǎn)碳化工藝過程的建模與效能優(yōu)化。根據(jù)塔內(nèi)的主要反應(yīng)，即二氧化碳的吸收和氨的解吸、碳化塔中下部碳酸鈉的生成以及碳酸氫鈉結(jié)晶析出和結(jié)晶成長的過程，提出了一種控制碳化塔的中上部溫度和出堿液溫度的建模與優(yōu)化控制。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性逼近能力，本文應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立起碳化塔溫度與流量的復(fù)

3、雜非線性模型，使模型符合碳化塔目前運(yùn)行特性，并以此模型為基礎(chǔ)，通過微粒群優(yōu)化算法快速尋優(yōu)到一組最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)，并將此參數(shù)用于控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而將碳化塔的中上部溫度穩(wěn)定在理想值，以充分利用原料，使生產(chǎn)的波動(dòng)降低。 本文對(duì)于純堿生產(chǎn)的碳化過程的建模與優(yōu)化控制進(jìn)行了研究，具體內(nèi)容包括：（1）對(duì)純堿生產(chǎn)過程和碳化工藝原理進(jìn)行簡要概況分析；并提取碳化過程的一些關(guān)鍵工藝參數(shù)；碳化過程建模與優(yōu)化控制設(shè)計(jì)；（2）標(biāo)準(zhǔn)微粒群算法原理的介紹；詳細(xì)闡述

4、了二次微粒群優(yōu)化算法及其參數(shù)自適應(yīng)選擇；討論了對(duì)碳化塔的控制量的優(yōu)化問題；（3）基本Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的介紹；PID神經(jīng)元的研究；并詳細(xì)討論了Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)及建模算法，同時(shí)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練算法進(jìn)行了研究；然后建立了一種基于微粒群優(yōu)化算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建模算法，并將二次微粒群優(yōu)化算法應(yīng)用于優(yōu)化Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和碳化模型的尋優(yōu)上；（4）對(duì)純堿碳化過程的進(jìn)行流量與溫度的建模與優(yōu)化進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 本文對(duì)純堿生產(chǎn)碳化工藝過