节能型 VPSA 富氧工艺优化模拟

根据变压吸附分离原理,建立数学模型,并利用Aspen Adsim软件对三塔VPSA富氧工艺过程进行模拟。通过调整模拟参数考查了循环周期、均压时间等对富氧效果的影响。为了降低工艺能耗,一方面在保证产品气氧气浓度以及回收率的基础上尽量降低吸附压力与解吸压力比,另一方面当吸附塔压力低于大气压力时,借助于压降驱动力采取常压进气方式。结果表明：在本模拟工艺中,当循环时间75 s,均压时间4 s,吸附、解吸压力比为2.88时,得到产品气氧气体积分数为94.6%,回收率为56.6%。     

变压吸附制氧与传统深冷法制氧的安全性比较

近10年来,变压吸附制氧法发展迅速,其在氧气纯度要求不高、规模不大的用氧场合很有优势,被迅速普及。本文通过比较两种主要工业制氧方法——深冷法制氧和真空变压吸附制氧法的工艺特点,指出在一定的用氧场合,变压吸附制氧法在安全性和可靠性上有着更大的优势。     

初探浮法玻璃工厂全氧燃烧熔窑制氧装备的选择

通过对VPSA和深冷空分制氧的原理和特点的描述，阐述小规模全氧玻璃窑制氧装备的选择。     

云峰增氧制气总结

介绍新上的富氧制气装置工艺流程,增氧后煤气发生炉的变化及工艺上的调整。增氧后应关注的指标,对后续工序的影响,以及增氧制气产生的效益。     

变压吸附制氧(VPSA)技术在日用玻璃全氧燃烧窑炉中的应用

玻璃熔窑全氧燃烧具有提高产量和质量、节省燃料、提高窑炉寿命、降低排放的优点。介绍了日用玻璃行业的全氧燃烧技术和变压吸附制氧(VPSA)装置的工艺原理及特点,分析了VPSA制氧装置在日用玻璃企业的应用案例及相应经济性能。与使用液氧运行方式相比,采用VPSA制氧装置的运行成本和经济效益具有显著优势,不但极大地降低了企业的用氧成本,而且显著增强了日用玻璃企业的市场竞争力。     

变压吸附空分制氧非等温过程模拟

就变压吸附空气分离制氧过程,对接近真实情况的非线性、非等温模型构成的偏微分方程组,采用正交配置进行空间离散化和三阶半隐式龙格 库塔法的数值计算方法,研究了变压吸附过程中床层内温度和浓度的动态行为,考察了清洗比、吸附压力、进气流量、吸附时间等操作参数对过程性能的影响,为过程优化设计建立基础。     

不同制氧工艺氧气匹配供应的研究

介绍在冶金企业区域集群化供应氧气、氮气等气体介质的条件下,研究深冷法制氧及吸附法制氧工艺设备相互匹配优化,不同供应模式下用量匹配,优化供应组织的方式。在实现下游稳定供应的同时,确保设备处于最优运行效率下,降低生产供应能耗,减少能源消耗,实现低碳高效供应。     

快速变压吸附制氧动态传质系数模拟分析

研究快速变压吸附制氧过程中的传质过程,结合实验数据对全局动态传质系数与常数传质系数进行对比模拟分析,并考察各传质阻力对传质效果的影响。结果表明：基于轴向、膜扩散和孔扩散估算的动态传质系数是有效的。膜阻力是主要阻力,其次是轴向扩散阻力,大孔扩散阻力较小,微孔扩散阻力可忽略。在快速变压吸附中,由于气速和温度变化较快,传质系数也会有较大变化,总体趋势是传质系数随着温度和气速的升高而升高。采用恒定传质系数无法准确描述吸附塔内各个时间点、空间点上的传质行为,根据各节点状态计算出的动态估算传质系数能够与吸附塔内的行为有较好的吻合度,模型具有较高的可信性。     

真空变压吸附空分制氧等温与非等温过程模拟比较

应用动态柱穿透法测定的空气中氮-氧吸附平衡数据模拟两床真空变压吸附(VSA)空分制氧中等温与非等温过程;在VSA过程模拟中探讨了吸附压力、进料流量和冲洗比等过程操作条件以及吸附过程中温度的变化对产品气氧的纯度、收率和产率的影响,为VSA空分制氧过程提供一定的设计依据。     

变压吸附制氧法与空气分离制氧法的比较

文章就已建成的日熔化量为200t／d的浮法玻璃厂拟改为全氧燃烧为例，比较变压吸附制氧法与空气分离制氧法的工艺过程、运行参数、技术指标、水电消耗、基建投资、经营成本、技术安全、占地面积、建设要求、操作维护等，指出各自的优缺点，供用户选择时参考。     

Simulation and optimization of VPSA system based on pseudo transient continuation method

In order to address the challenge of optimization of pressure swing adsorption systems, an optimization framework based on pseudo transient continuation method was used and a corresponding library with several models was established for simulation of more complex processes. Then, two vacuum pressure swing adsorption processes for oxygen and nitrogen production were considered as case studies and the results based on the single discretization and pseudo transient method were compared and analyzed in detail. Besides, a new strategy was proposed for the stability and efficiency of simulation. Finally, reduced successive quadratic programming and time relaxation algorithm were used for the optimization of the two systems, respectively, and the results showed that the time relaxation algorithm based on the pseudo transient framework has a strong advantage in saving optimization time cost compared with the former.     

真空变压吸附制氧径向流吸附器的流动特性模拟

真空变压吸附制氧是一个复杂的动态过程,深入了解真空变压吸附制氧过程中吸附器内的流动特性是吸附器设计与完善的基础.基于Fluent中的多孔介质模型,通过用户自定义函数功能,建立了真空变压吸附制氧用径向流吸附器的二维轴对称模型,研究了真空变压吸附首次和第二次循环中径向流吸附器的流动特性,对比分析了吸附剂颗粒直径、流道截面积...     

变工况切换过程的Petri网自主预测与控制

针对变工况切换过程中切换点难以确定且切换准则不完善等问题,以大范围升温过程为例,利用仿人智能控制中"全压-零制动-稳态调节"的控制策略,提出了"预测Petri网",即在Petri网中增加预测器,为Petri网的变迁提供了判断元素。根据"预测-决策-再预测-再决策"的思想,增加切换过程的判断条件,实现了Petri网自主寻优过程。最后在实验室电加热炉装置上实验表明,在切换点不确定的情况下,在线寻找到切换点并增加了切换条件,使系统的切换更为平稳光滑,提升了系统响应速度和稳定性。     

Lexicographic optimization based MPC: Simulation and experimental study

Multi-variable prioritized control study is carried out using model predictive control (MPC) algorithms. The conventional MPC algorithm implements multi-variable control through one augmented objective function and requires weights adjustment for required performance. In order to implement explicit prioritization in multiple control objectives, we have used lexicographic MPC. To achieve better tracking performance, we have used a new MPC algorithm, by modifying the lexicographic constraint, referred to as MLMPC, where tuning of weights is not required. The effectiveness of MLMPC algorithm is demonstrated on a PMMA reactor for controlling the number average molecular weight and the reactor temperature. We have also verified the benefits of proposed algorithm on an experimental single board heater system (SBHS) for controlling temperature of a thin metal plate. These simulation and experimental studies demonstrate the superiority of the proposed method over conventional MPC and lexicographic MPC. Finally, we have presented generalized mathematical solutions to the optimization problem in MLMPC.     

时间参数对VPSA分离CH_4/N_2效果影响

为提升VPSA分离煤层气CH4/N2吸附效果和改善吸附剂再生程度,在传统三塔PSA装置基础上,利用时间继电器增加均压工艺,利用真空泵增加抽真空工艺,分别测试不同吸附时间、均压时间和抽真空时间对脱附气或尾气中CH4浓度的影响。     

基于SOTSFNN的溶解氧浓度控制方法

针对污水处理过程溶解氧浓度难以控制的问题,提出了一种基于自组织T-S模糊神经网络的控制方法。其实质是采用模糊规则层激活强度的方法,根据实际环境自适应的对神经元进行调整,构造合适的控制结构,从而提高控制精度。同时采用梯度下降法对控制器的各个参数进行实时调整。该控制器运用在污水处理基准仿真模型中进行实验,结果表明,提出的SO-TSFNN控制方法能够较好地实现对溶解氧浓度的控制,具有较好的自适应性。     

真空变压吸附分离氮气甲烷的模拟与控制

采用实验室自制的活性炭为吸附剂,进行了真空变压吸附（VPSA）分离氮气/甲烷的实验、模拟和控制研究。建立了一套双塔VPSA实验装置,并将其数学模型建立在gPROMS软件中,通过改变进料气流量做多组对比实验,通过模拟数据和实验数据的对比,验证了数学模型的准确性。通过双塔VPSA的模拟调试,可以将甲烷的纯度由30%提升到80%,同时保证83%的回收率。随后,针对实际生产中不可避免的状态干扰因素,选取了3种常见的扰动状况,以产品气纯度快速回归至80%为控制目标,根据本文所采用的VPSA系统设计了PID控制器,进行了模拟和控制的研究。研究结果表明,引入PID控制器可以使纯度受到扰动影响时较快速地回归至合格纯度,同时保证装置较为稳定的运行。     

基于扩张状态观测器的换热器动态面控制

针对带有延时、大惯性换热器温度控制问题,设计基于扩张状态观测器（ESO）动态面控制器。换热器温度控制是非线性的、时变的和不确定的动态过程,采用扩张状态观测器不仅可以获取系统不可测状态还能实时估计系统动态;采用动态面控制律,实现对温度的精确快速跟踪。利用Lyapunov函数证明控制系统的稳定性。通过对经典PID控制方法、动态矩阵控制方法和基于扩张状态观测器的动态面控制方法进行比较,仿真结果表明基于扩张状态观测器的动态面控制方法具有更优越的控制效果和鲁棒性能,且在被控系统设定值和扰动发生变化时具有更好的动态响应性能。     

污水生物处理基于氧调控的节能策略

在系统回顾污水生物处理活性污泥法的基础上,以生物氧化沟、生物好氧流化床、生物转盘、接触氧化法作为典型工艺案例,论述了通过氧传质来调控工艺过程节能效率的途径,包括气源风机、供风管线与输配、气液传质、液固传质等多步骤。讨论了水质成分/水质结构、表面活性剂、反应器特征、环境因素、工艺变化等因素对氧利用效能的影响,从风机性能与气体输送、工艺创新与反应器结构优化、微生物污泥与运行管理的结合提出基于氧调控的总体节能策略。建议加强科学基础、技术范围、规模放大的理论与实践探索,从污染物削减、碳减排、生态风险等方面提出更加全面的能量约束评价系统技术。