内部热耦合反应精馏塔塔构型的研究 被引量：7

1

作者 李军 孙兰义 +2 位作者 周宪田 王汝军 胡仰栋 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期997-1003,共7页

以乙酸甲酯水解为例,利用模拟软件Aspen Plus建立了内部热耦合反应精馏塔模型,研究了内部热耦合反应精馏塔各种可能塔构型的节能效果,并且在相同的产品要求和最小传热温差下对内部热耦合反应精馏塔各构型的能耗进行了对比。结果表明,塔... 以乙酸甲酯水解为例,利用模拟软件Aspen Plus建立了内部热耦合反应精馏塔模型,研究了内部热耦合反应精馏塔各种可能塔构型的节能效果,并且在相同的产品要求和最小传热温差下对内部热耦合反应精馏塔各构型的能耗进行了对比。结果表明,塔构型对乙酸甲酯水解的内部热耦合反应精馏流程的操作性能有重要的影响,并且存在最佳构型。其最佳构型的特征为,反应段全部在内部热耦合反应精馏塔的精馏塔内且精馏塔与提馏塔中理论板均参与传热的塔构型。 展开更多

关键词 内部热耦合 反应精馏 乙酸甲酯 节能

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内部热耦合空分塔的节能优化分析 被引量：5

2

作者 常亮 刘兴高 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2936-2940,共5页

内部热耦合精馏是迄今为止所提出的节能效果最好,而唯一没有商业化的节能技术。将内部热耦合技术用于空分塔,可以带来良好的节能效果。根据低温空气分离过程以及三组分精馏的特点,提出了一种新的内部热耦合空分精馏塔优化模型。在优化... 内部热耦合精馏是迄今为止所提出的节能效果最好,而唯一没有商业化的节能技术。将内部热耦合技术用于空分塔,可以带来良好的节能效果。根据低温空气分离过程以及三组分精馏的特点,提出了一种新的内部热耦合空分精馏塔优化模型。在优化模型基础上,对热耦合塔进行了深入的节能优化与分析,并且与常规空分仿真结果进行了比较分析,压缩机能耗下降20.75%,产值增加17.46%,单位产值能耗下降32.53%。内部热耦合空分塔的提取率以及能耗均优于常规热耦合空分塔,节能效果显著。 展开更多

关键词 内部热耦合 空气分离 建模 优化

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基于一般模型控制的高纯内部热耦合精馏策略 被引量：2

3

作者 王成裕 刘兴高 周叶翔 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1824-1828,共5页

内部热耦合精馏塔(ITCDIC)是精馏节能控制的一个前沿。本文提出了一种基于一般模型控制(GMC)的内部热耦合精馏塔的先控策略,以解决导致传统线性控制策略难以得到较好控制效果的高纯下内部热耦合精馏塔的非线性。以苯-甲苯物系作为研究实... 内部热耦合精馏塔(ITCDIC)是精馏节能控制的一个前沿。本文提出了一种基于一般模型控制(GMC)的内部热耦合精馏塔的先控策略,以解决导致传统线性控制策略难以得到较好控制效果的高纯下内部热耦合精馏塔的非线性。以苯-甲苯物系作为研究实例,对所提出的高纯ITCDIC控制策略进行了详细研究。设定值改变和过程扰动下的控制品质表明了所提出的高纯ITCDIC的GMC控制策略的切实有效性。 展开更多

关键词 内部热耦合 高纯 精馏塔 一般模型控制

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内部热耦合反应精馏塔内乙酸甲酯的合成研究 被引量：3

4

作者 莫雅婧 宁亚南 +2 位作者 马占华 李军 孙兰义 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期131-134,136,共5页

提出了一种应用内部热耦合反应精馏技术合成乙酸甲酯的新工艺流程,即采用内部热耦合反应精馏塔替代常规流程中的反应精馏塔。利用Aspen Plus模拟软件对新工艺流程及常规流程做了模拟分析,比较分析了2种工艺流程塔内气液相组成分布、塔... 提出了一种应用内部热耦合反应精馏技术合成乙酸甲酯的新工艺流程,即采用内部热耦合反应精馏塔替代常规流程中的反应精馏塔。利用Aspen Plus模拟软件对新工艺流程及常规流程做了模拟分析,比较分析了2种工艺流程塔内气液相组成分布、塔内温度分布,并考察了压缩机压缩比对新工艺的影响。结果显示,新工艺流程比常规反应精馏流程节能44.51%,而且新工艺能大幅度地减少CO2排放量。 展开更多

关键词 内部热耦合 反应精馏塔 节能 乙酸甲酯

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内部热耦合-上置隔壁塔的设计与优化 被引量：2

5

作者 纪玉 陈海胜 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期215-218,222,共5页

为了提高化工分离过程的节能效果、扩展内部热耦合精馏塔以及隔壁塔的运用,提出了内部热耦合-上置隔壁塔(ITC-TDWC)的新结构。以甲醇-乙醇-正丙醇三元混合物系作为研究对象,选用进料比例为0.5、0.25、0.25,以上置隔壁塔(TDWC)的结构为... 为了提高化工分离过程的节能效果、扩展内部热耦合精馏塔以及隔壁塔的运用,提出了内部热耦合-上置隔壁塔(ITC-TDWC)的新结构。以甲醇-乙醇-正丙醇三元混合物系作为研究对象,选用进料比例为0.5、0.25、0.25,以上置隔壁塔(TDWC)的结构为基础并结合发展内部热耦合(ITC)来设计ITC-TDWC的最优化结构。在最终确定ITC-TDWC的最优结构后,将该结构的回收年限、能耗等数据与TDWC进行了对比分析,结果表明,ITC-TDWC在达到三元混合物分离要求的同时,回收年限会略有增加,但节能效果显著,比TDWC的分离过程节能约30%。 展开更多

关键词 内部热耦合 隔壁塔 ASPEN 节能

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大温跨余热驱动吸收式制冷系统模拟研究 被引量：2

6

作者 鹿丁 徐清宇 +4 位作者 陈高飞 董学强 郭浩 公茂琼 沈俊 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2144-2151,共8页

吸收式制冷是余热利用的有效手段之一,其特别适用于既有余热资源,又有供冷需求的场合。本文提出了一种大温跨余热驱动的内部热耦合型氨水吸收式制冷系统,并进行模拟运算,分析了不同余热利用温跨对各部件及系统性能的影响。研究结果表明... 吸收式制冷是余热利用的有效手段之一,其特别适用于既有余热资源,又有供冷需求的场合。本文提出了一种大温跨余热驱动的内部热耦合型氨水吸收式制冷系统,并进行模拟运算,分析了不同余热利用温跨对各部件及系统性能的影响。研究结果表明,随着余热利用温跨从51 K提高到69 K,系统COP从0.801提高到0.881。其主要原因在于:余热利用温跨的增加,优化了发生和精馏过程,降低了系统溶液循环倍率。研究还发现,余热利用温跨的增大需要更低的冷却水温度,同时发生器与吸收器内部回热率均有所降低;然而分流比略有升高,表明预混器的作用会随之弱化。 展开更多

关键词 吸收式制冷 大温跨 余热利用 内部热耦合 氨水工质

原文传递

自适应预测PID控制在理想物系内部热耦合精馏塔上的应用

7

作者 祝育 刘兴高 钱积新 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z3期646-649,共4页

首次将自适应预测PID控制方案(Adaptive & Predictive PID Control,AP- PID)应用于目前处于精馏塔节能技术前沿的内部热耦合精馏塔(ITCDIC) ,并相应地给出一种结合在线辨识和离线辨识各自优势的新颖辨识方法。以苯-甲苯物系为实例,... 首次将自适应预测PID控制方案(Adaptive & Predictive PID Control,AP- PID)应用于目前处于精馏塔节能技术前沿的内部热耦合精馏塔(ITCDIC) ,并相应地给出一种结合在线辨识和离线辨识各自优势的新颖辨识方法。以苯-甲苯物系为实例,将自适应预测PID控制方案与过去的预测PID控制方案进行了全面比较研究。仿真结果表明,自适应预测PID控制方案对内部热耦合精馏塔的控制是更为切实有效的。 展开更多

关键词 内部热耦合 精馏塔 自适应控制 在线辨识 离线辨识

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内部热耦合中间隔壁塔的设计与控制

8

作者 武浩 陈海胜 黄克谨 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期10-20,共11页

虽然隔离壁精馏塔(DWC)与多个常规精馏塔组成的常规分离序列相比具有明显的节能潜力,但是通过引入内部热耦合技术,仍然具有进一步强化设计的空间。以进料位置为界,可将DWC分为上、下两部分,上部包含公共精馏段和进料上端的隔离壁两侧,... 虽然隔离壁精馏塔(DWC)与多个常规精馏塔组成的常规分离序列相比具有明显的节能潜力,但是通过引入内部热耦合技术,仍然具有进一步强化设计的空间。以进料位置为界,可将DWC分为上、下两部分,上部包含公共精馏段和进料上端的隔离壁两侧,下部包含进料下端的隔离壁两侧和公共提馏段,在两部分之间设置内部热耦合,得到一种新型内部热耦合中间隔壁塔(IHIMDWC)。在进料上、下两端的隔离壁一侧或两侧设置内部热耦合可以得到4种不同的IHIMDWC拓扑结构。以甲醇、乙醇与正丙醇三元物系的分离为例,通过启发式搜索法对4种IHIMDWC拓扑结构进行稳态设计,并提出了一种分散温度控制系统以验证它们的可控性。仿真结果表明,与DWC相比,IHIMDWC不但可以显著降低能量消耗,而且所设计的分散温度控制系统可以有效地抑制干扰。 展开更多

关键词 隔离壁精馏塔 内部热耦合 稳态设计 分散温度控制 可控性

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内部热耦合对理想反应蒸馏塔动态特性的影响

9

作者 邵欢 黄克谨 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期100-102,104,共4页

基于理想型强放热反应蒸馏塔研究了3项内部热耦合策略对系统动态特性及可控性的影响。其中,实现反应段与提馏段间正耦合作用的措施能够有效提高系统热力学效率,但同时减弱了提馏段的传质推动力,不利于系统动态操作。为改善系统的动态特... 基于理想型强放热反应蒸馏塔研究了3项内部热耦合策略对系统动态特性及可控性的影响。其中,实现反应段与提馏段间正耦合作用的措施能够有效提高系统热力学效率,但同时减弱了提馏段的传质推动力,不利于系统动态操作。为改善系统的动态特性及可控性,需要在提馏段补充一定量的分离塔板。下移上进料位置提高了系统热力学效率,但也引入了逆耦合作用,严重影响系统动态操作,故在过程强化中应该回避。 展开更多

关键词 反应蒸馏塔 内部热耦合 过程设计 过程动态 过程操作 正耦合 逆耦合

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内部热耦合精馏塔节能特性研究

10

作者 陆至羚 毛宏雷 +3 位作者 李超 陈斌 王丹云 胡贤 《广东化工》 CAS 2013年第19期3-4,2,共3页

以苯-甲苯作为分离物系,对内部热耦合精馏塔进行模拟计算。模拟结果表明内部热耦合精馏塔的温度及液相流率分布等特性与传统精馏塔存在较大差异,分析讨论了压缩比对内部热耦合精馏塔特性的影响。文章对精馏装置节能改建具有重要指导意义。

关键词 内部热耦合 精馏 节能特性 压缩比 模拟分析

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基于内部热耦合空分塔模型设计的低纯氧流程

11

作者 韩岭 《中氮肥》 2016年第1期78-80,共3页

介绍一种新型内部热耦合空分精馏塔模型,在所建立的模型基础上对常规空分模型进行变形,设计出一种低纯度氧气流程。对设计的18 000 m3/h低纯氧流程空分装置进行简介,并通过与常规流程的比较说明该流程的节能性。

关键词 空分装置 内部热耦合 低纯氧流程 节能优化

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基于内模控制的内部热耦合精馏策略 被引量：6

12

作者 丛琳 刘兴高 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2067-2071,共5页

精馏过程约占工业总能耗的1/3,其节能控制潜力很大。内部热耦合精馏(ITCDIC)是迄今为止所提出的节能效果最好(比常规精馏节能40%以上)却没有商业化的节能技术。主要原因在于该过程具有较强的非线性、复杂的动态特性以及耦合性,给控制方... 精馏过程约占工业总能耗的1/3,其节能控制潜力很大。内部热耦合精馏(ITCDIC)是迄今为止所提出的节能效果最好(比常规精馏节能40%以上)却没有商业化的节能技术。主要原因在于该过程具有较强的非线性、复杂的动态特性以及耦合性,给控制方案的设计带来了极大的困难。通过建立更为精确的二阶内部模型,提出了一种有效的ITCDIC内模控制方案。实例研究结果表明,与传统控制方案PID相比,控制品质更加稳定可靠;同时,与目前国际上公开报道的最好结果相比,该控制方案有更广泛的操作域,鲁棒性更强。 展开更多

关键词 内部热耦合精馏塔 内模控制 反向响应

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内部热耦合精馏塔的传热及优化 被引量：5

13

作者 李春利 杜季颖 +1 位作者 张林 李晓春 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期7-13,共7页

为研究同轴式内部热耦合精馏塔(HIDiC)在不同压缩比下的传热量和传热系数,以乙醇-水为分离物系,在自制中试装置中进行了实验研究。建立了同轴式HIDiC的传热模型即利用闪蒸罐代替塔板,计算进出闪蒸罐物流的焓值差,从而得到精馏段与提馏... 为研究同轴式内部热耦合精馏塔(HIDiC)在不同压缩比下的传热量和传热系数,以乙醇-水为分离物系,在自制中试装置中进行了实验研究。建立了同轴式HIDiC的传热模型即利用闪蒸罐代替塔板,计算进出闪蒸罐物流的焓值差,从而得到精馏段与提馏段板间换热量,并通过划分区域的方法计算了传热系数。以年度总费用(TAC)作为优化指标研究了实现外回流为零时所需的外部换热器的个数。结果表明:当压缩比为2.2时,塔间传热量最大,冷凝器和再沸器的负荷最低,且压缩比与传热系数的关系为负相关;随着精馏段与提馏段板间最小换热温差的增大,所需外部换热器个数不断减少,TAC呈现降低的趋势,当外部换热器个数为1,即热量耦合位置为精馏段第一块板与提馏段第一块板时,TAC最低。 展开更多

关键词 内部热耦合精馏塔 压缩比 传热模型 传热系数 优化设计

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内部热耦合精馏塔的操作性能与模拟 被引量：3

14

作者 李春利 陈媛 +1 位作者 张林 闫磊 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3879-3885,共7页

对同轴式内部热耦合精馏塔的操作性能和节能效果进行了研究,考察了全回流操作条件下,压缩比对回流量、冷凝器负荷和再沸器负荷的影响。结果表明,随着压缩比的增大,回流量、冷凝器负荷和再沸器负荷均降低。通过实验数据计算得到了该塔的... 对同轴式内部热耦合精馏塔的操作性能和节能效果进行了研究,考察了全回流操作条件下,压缩比对回流量、冷凝器负荷和再沸器负荷的影响。结果表明,随着压缩比的增大,回流量、冷凝器负荷和再沸器负荷均降低。通过实验数据计算得到了该塔的理论板数和两塔间的传热量,精馏段为9块理论板,提馏段为4块理论板,当压缩比为2.2∶1时,两塔间传热量为9.98k W。连续操作条件下,对内部热耦合精馏塔的节能效果进行了分析,通过与常规精馏塔的比较,内部热耦合精馏塔可节约52.3%的冷量,输入的再沸器和压缩机总负荷可节约20.34%。另外,基于实验数据,对该内部热耦合精馏塔进行了动态模拟,经连续操作下的实验验证,该内部热耦合精馏塔可在2h后达到稳定操作。 展开更多

关键词 精馏 内部热耦合精馏 节能 传热 模拟

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内部热耦合塔的热力学分析和节能研究 被引量：3

15

作者 方静 刁梦宇 +1 位作者 李春利 轩碧涵 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期834-841,共8页

提出了一种运用熵法对内部热耦合塔可逆性进行分析的方法。以乙醇-水体系为例证明了热耦合塔相比于传统塔较优的节能优势,并确定了该塔的最佳操作范围。本文根据热力学第二定律,对热耦合塔的热力学效率以及熵增的公式进行推导,从理论上... 提出了一种运用熵法对内部热耦合塔可逆性进行分析的方法。以乙醇-水体系为例证明了热耦合塔相比于传统塔较优的节能优势,并确定了该塔的最佳操作范围。本文根据热力学第二定律,对热耦合塔的热力学效率以及熵增的公式进行推导,从理论上证明了热耦合塔在节能方面优于传统塔,又结合实验数据分别对其进行了详细计算。结果表明:为实现两塔段间较优的传热推动力,将该塔的可操作压缩比初步缩小到1.8～2.6;压缩比为2.2时塔顶塔釜能耗最低;压缩比为2.5时,全塔热力学效率最高;操作压缩比操作范围在2.2～2.5时,全塔的熵增优于全部操作范围内的平均值,认为在该范围内热耦合塔的可逆性更高,节能效果更优。综合考虑能耗、热力学效率及熵增等各项参数,压缩比2.2～2.5为该塔的最佳操作范围。 展开更多

关键词 蒸馏 内部热耦合塔 热力学分析 节能

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基于内部热耦合精馏塔非线性wave模型的高纯控制 被引量：3

16

作者 周叶翔 刘兴高 王成裕 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1677-1680,共4页

首先建立内部热耦合精馏塔(ITCDIC)的非线性波动降阶模型,并将非线性波动理论(wave)应用到ITCDIC控制问题中,实现一般模型控制(GMC)方案。与传统控制方案相比,基于波动理论的一般模型控制(waveGMC)不再采用ITCDIC的近似线性模型,更好地... 首先建立内部热耦合精馏塔(ITCDIC)的非线性波动降阶模型,并将非线性波动理论(wave)应用到ITCDIC控制问题中,实现一般模型控制(GMC)方案。与传统控制方案相比,基于波动理论的一般模型控制(waveGMC)不再采用ITCDIC的近似线性模型,更好地解决了高纯控制过程中的非线性问题,通过对波形的速度和位置控制能够在短时间内使系统达到稳定。苯-甲苯物系的实例研究表明,ITCDIC波动模型在高纯控制过程中能够精确反映ITCDIC的动态特征,waveGMC控制方案较传统控制方案更加稳定可靠。 展开更多

关键词 内部热耦合精馏塔 高纯度 wave理论 一般模型控制

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气液分开进料内部热耦合精馏塔的优化设计 被引量：2

17

作者 李红实 王雪菲 +2 位作者 李春利 杜季颖 方静 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期12-17,共6页

以近沸程的正丁醇和异丁醇为模拟物系,对内部热耦合精馏塔(HIDiC)的进料方式进行改进。在固定压缩比(R_p=3)和产品摩尔分数(0.998)下,分别对常规进料的HIDiC和气液分开进料的HIDiC在不同气相分率、进料位置下的总操作费用进行计算,结果... 以近沸程的正丁醇和异丁醇为模拟物系,对内部热耦合精馏塔(HIDiC)的进料方式进行改进。在固定压缩比(R_p=3)和产品摩尔分数(0.998)下,分别对常规进料的HIDiC和气液分开进料的HIDiC在不同气相分率、进料位置下的总操作费用进行计算,结果表明分开进料时的总操作费用最小,节能效果最好。证明了气液分开进料的HIDiC节能潜力优于常规进料的HIDiC,并对分开进料的HIDiC的控制方案进行研究,通过模拟优化,选用改进的温度组成串级控制方案,较之前的温度组成串级控制方案进一步降低了塔釜产品的稳定时间,达到了产品纯度和温度平稳恢复的最佳控制效果。 展开更多

关键词 内部热耦合塔 气液分开进料 优化设计 节能 动态控制

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内部热耦合空分塔的建模与操作分析 被引量：1

18

作者 闫正兵 刘兴高 +1 位作者 毛邵融 周智勇 《控制工程》 CSCD 2008年第4期389-391,共3页

建立了内部热耦合空分精馏塔(ITCASC)的数学模型,采用高斯-牛顿法迭代求解,选用液相组成作为迭代变量,氧、氮、氩三元物系的物性计算采用PR状态方程。仿真结果表明,在保证分离效果不下降的条件下,ITCASC高压塔的塔压可以从传统空分塔的6... 建立了内部热耦合空分精馏塔(ITCASC)的数学模型,采用高斯-牛顿法迭代求解,选用液相组成作为迭代变量,氧、氮、氩三元物系的物性计算采用PR状态方程。仿真结果表明,在保证分离效果不下降的条件下,ITCASC高压塔的塔压可以从传统空分塔的680 kPa降低到500 kPa,能耗降低约26.47%;操作分析为以后的理论研究和实际应用提供了定性和定量分析。该模型可以用于进一步的流程设计、优化和控制。 展开更多

关键词 内部热耦合空分精馏塔 建模 操作分析

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高纯度内部热耦合精馏塔的非线性过程模型优化控制方案

19

作者 张盈啸 邵惠鹤 《华东理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期856-859,共4页

主要讨论和研究了高纯度热耦合精馏塔的优化控制问题。针对一个非线性的对象模型—苯-甲苯物系模型提出了基于非线性过程模型控制(NPM C,N on linear P rocess M odel Contro l)的控制方案,并与常规的P ID控制方案作了比较。结果表明:... 主要讨论和研究了高纯度热耦合精馏塔的优化控制问题。针对一个非线性的对象模型—苯-甲苯物系模型提出了基于非线性过程模型控制(NPM C,N on linear P rocess M odel Contro l)的控制方案,并与常规的P ID控制方案作了比较。结果表明:非线性过程模型控制无论是在控制精度还是在响应时间上都优于传统的控制方案。 展开更多

关键词 内部热耦合精馏塔 非线性 耦合性 离散化 解耦控制 GMC控制

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内部热耦合精馏塔基于混合优化算法的RBF神经网络内模控制策略 被引量：1

20

作者 蔡坤 刘兴高 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1181-1184,共4页

内部热耦合精馏(ITCDIC)是迄今为止所提出的四大精馏节能技术中节能效果最高,但唯一没有商业化的节能技术,比常规精馏要节能40%以上,没有商业化的主要种类基于减聚类、K-means原因之一在于该过程具有较强的非线性、复杂动态特性以及耦合... 内部热耦合精馏(ITCDIC)是迄今为止所提出的四大精馏节能技术中节能效果最高,但唯一没有商业化的节能技术,比常规精馏要节能40%以上,没有商业化的主要种类基于减聚类、K-means原因之一在于该过程具有较强的非线性、复杂动态特性以及耦合性,给控制方案的设计带来了诸多困难。由于径向基(RBF)神经网络具有快速学习并能逼近任意非线性函数的优点,本文提出了一种基于RBF神经网络内模控制的混合优化算法,是一种粒子群优化的混合优化算法,以苯-甲苯物系作为研究实例,并与国际公开报道的结果进行了详细比较,研究结果表明基于混合优化算法的RBF神经网络内模控制相比于传统的PID、常规RBF算法和国际公开报道有着更好的控制效果。 展开更多

关键词 内模控制 内部热耦合精馏塔 RBF神经网络 混合优化算法

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