大型氨厂氨合成回路的模拟与分析

本文在ASPEN PLUS软件上装入用户单元操作模块和子程序,并在ASPEN数据库上修改和添加若干物性参数,建立了氨合成回路的专用计算机模拟软件.该软件既可做如Kellogg型氨厂现行氨合成回路流程的详细物热衡算又可做其它各种不同氨合成回路流程的预设计和多方案的比较计算.文章给出了工程应用实例.计算并分析了不同设计控制条件下各操作点的数值和能耗.     

氨合成工艺流程模拟与调优

本文结合目前国内中小氮肥厂应用较广泛的三套管式氨合成塔的合成工段建立了工艺流程模拟系统，并结合生产实际进行了生产工况分析、生产参数灵敏度分析、合成塔热稳定性分析．给出了合成塔的适宜操作区域及优化操作曲线．     

氨合成反应器出口氨含量的预测模型研究

径向基函数网络(RBFN)具有很强的非线性表达能力，循环子空间回归(CSR)可在更广的空间内为网络模型寻找最优的参数。应用RBFN-CSR方法为出口氨含量建模，取得了满意的效果。     

ZA—5氨合成催化剂床层传热参数的测定与应用

在一可同时测量多个截面温度分布的实验装置上测定了ZA－5无定形氨合成催化剂填充床内的二维温度分布。采用正交配置法求解拟均相二维传热数学模型,获得了床层的径向有效导热系数和壁给热系数,将其与雷诺数关联得到了可在实验条件范围内使用的经验关联式。所得关联式应用于三套管连续换热式氨合成塔的模拟计算,得到该反应器在工业条件下使用该催化剂的轴、径向温度与浓度的二维分布。     

氨合成反应非解离机理的Monte Carlo模拟

用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法对氨合成反应的非解离机理进行了模拟，模拟结果表明，当氨合成反应按非解机理进行时，将不存在动力学相奕和反应速率的自振荡现象；模拟得到的反应速率随反应物分压的变化规律与理论推导结果完全一致。     

MATLAB在过程计算和Kellogg氨合成塔模拟中的应用

本文首先通过人口动力学的一个微分方程组简介了MATLAB的强大计算功能,在此基础上,通过一维拟均相数学模型,模拟计算了国内具有代表性的日产千吨的Kellogg氨合成塔操作工况,模拟结果与工厂数据相比,结果表明MATLAB可以实现氨合成塔的快速高效准确模拟。     

COS和H_2S毒化F-T合成催化剂热力学分析

利用热力学基础数据和相关软件对F-T合成催化剂COS和H_2S中毒的热力学进行了计算。在热力学上,Ru、Fe、Co的COS中毒在F-T合成反应可以发生的条件下均是自发过程。F-T合成反应体系中10~(-9)级的COS即可使Ru基催化剂中的金属Ru生成RuS_2而中毒。Fe和Co毒化后生成的硫化物种类较多,对这些反应的热力学计算结果表明,对于不同的反应,其平衡常数的差异很大,对应中毒反应发生时,所需的COS和H_2S的浓度也不同,对COS的要求更为严格。由于Fe基F-T合成催化剂活性相的复杂性,利用对催化剂相关性质的修饰开发具有一定抗硫性的铁基F-T合成催化剂是可行的;对于Co催化剂,利用F-T合成的反应特点和催化剂改性开发具有一定抗硫性催化剂是可能的。     

面向方框图仿真的模型建立与仿真计算

在对高阶系统及非线性系统进行仿真时，需要求解高阶微分方程与非线性微分方程。当中的变量耦合问题较难处理，面向方框图仿真方法可以较好地解决这个问题，仿真计算简单，界面直观，对控制系统的设计起较好的辅助作用。主要介绍面向方框图的仿真模型的建立方法，讨论线性及非线性微分方程的方框图模型，并简单介绍面向方框图的仿真计算和误差分析。     

氨合成塔温度先进控制

分析了氨合成工艺和冷激式氨合成塔床层温度控制的特点，并构造多个阶梯式广义预测控制器，控制塔内各段的床层温度．各段温度控制回路之间通过前段温度前馈联系起来；同时引入操作压力、入塔气温度、循环氢含量、氨冷温度等前馈，并为控制器设计了有效的监督级．实际应用效果证明了这种控制系统良好的控制品质．     

可用合成原料数据库的建立

可用合成原料数据库是计算机辅助合成设计系统不可缺少的组成部分。本文介绍建立可用合成原料数据库所需考虑的几个主要问题：入库化合物的来源,入选原则,建立数据库的方法等。本文还简单介绍了已被步建成的含有３４００多个化合物的可用合成原料数据库。     

基于四分量模型的极化SAR图像非监督分类

为有效地提高基于散射模型的非监督分类的分类精度,引入了Freeman三分量模型的改进模型-Yamaguchi四分量模型,并将该模型与威沙特距离模型结合起来.给出了基于四分量模型和威沙特距离的非监督分类、聚类算法及其实现流程.对AIRSAR数据集中的Flevoland图像选取了7个均匀程度不同的区域,进行了定性的、定量的实验,实验结果表明,新的分类、聚类算法能够显著的提高分类图的分辨率、更加清晰的表征地物的细节.该方法能够较大地提高均匀区域的分类精度.     

铅锌烧结过程综合透气性的集成预测模型

针对铅锌烧结过程透气性的预测具有模型不确定性和输入变量不确定性等特点,建立了综合透气性智能集成预测模型.首先建立了基于满意聚类的T-S综合透气性预测模型,针对聚类后各子模型结论参数的辨识工作计算复杂、容易陷入局部极值的问题,将混合粒子群优化算法用于这些结论参数的辨识;然后利用灰色理论建立了时间序列综合透气性预测模型;最后利用信息熵技术将2个预测模型进行集成,以获得集成预测模型.选取实际生产过程中100组合格的数据,分别用以上3种预测模型来预测相应的综合透气性,其相对误差的平均值分别为2.1%.3.2%,1.8%.实验结果表明,本文提出的集成预测方法能够有效地克服不确定性带来的影响、提高综合透气性的预测精度.     

基于样本分布特征的数据投毒防御

流量分类模型在更新过程中易受数据污染的干扰而降低模型性能,现有基于数据清洗的防御方法需依赖专家经验和人工筛选,且无法有效应对利用未知分布样本构造的投毒攻击。针对上述问题,受分布外检测和判别主动学习的启发,设计一种基于样本分布特征的数据投毒防御方法,通过二分类判别器筛选每轮新增样本中的已知及未知分布样本。对于新增的已知分布样本,通过模型预测与标注结果一致率评估新增样本的数据质量,决定是否进行模型更新;对于新增的未知分布样本,则利用基于标注正确率的少样本抽检评估样本可用性。实验结果表明,该方法在抵御数据投毒攻击的同时可以保证模型准确率,并有效识别利用未知分布样本构造的数据投毒攻击。     

催化剂表面上分形杂质对CO氧化反应的影响

担载型金属类催化剂表面,在分子层面上往往有些杂质,也许来自使用中的反应物料.这些结构性杂质会影响催化剂的结构与性能,于是本文引入杂质分形结构的概念,通过Monte Carlo模型去分析和探讨担载型金属催化剂表面CO的催化氧化反应行为.模拟结果发现,催化剂活性中心的不均匀分布,在分形杂质所包围的小区域,O2在催化剂表面活性中心的吸附更加困难.特别是在杂质所占比例较大时,催化剂的活性点在空间被隔离开而形成许多孤立小岛,即使在CO分压较小时,催化剂表面的局部区域也会发生O和CO中毒.随着杂质比例的增加,导致催化剂表面的活性空位分布发生变化,大大减少了CO分子和O原子的接触机会,反应速率随之降低,催化剂活性中心的利用率也降低.     

Estimation and adaptive nonlinear model predictive control of selective catalytic reduction systems in automotive applications

The demands of high NO_x conversion efficiency and low tailpipe ammonia slip for urea-based selective catalytic reduction (SCR) systems have been substantially increased in the past decade, as NO_x emission legislations for Diesel engines are becoming more stringent than ever before. Since catalyst aging has a significant impact on SCR performance, robust and adaptive SCR control has been preferred for degraded SCR systems to realize emission control objectives. The purpose of this paper is twofold. Firstly, a robust ammonia coverage ratio observer was designed for estimating the ammonia coverage ratio reference for catalysts with different aging levels. An ammonia storage capacity observer was developed for estimating the actual ammonia storage capacity which can be reduced due to catalyst aging. An adaptive ammonia coverage ratio reference design was then developed to estimate the desired ammonia coverage ratio ranges at each instantaneous engine operating point for both single-cell and two-cell SCR systems at different aging levels based on a singular perturbation method. Secondly, to ensure the estimated ammonia coverage ratio falls in the desired ranges for most of engine operating conditions, robust nonlinear model predictive control (NMPC) algorithms were designed for both single-cell and two-cell SCR systems. Experimental data over US06 cycle were collected from a Diesel engine and aftertreatment system platform for controller verification. Simulation results under US06 test cycle demonstrate that the proposed NMPC algorithms were capable of consistently achieving high NO_x conversion efficiency (>95.6%) and constrained tailpipe ammonia slip (<10 ppm on average and <12 ppm on the peak) for both fresh catalyst and aged catalyst with 30% loss of ammonia storage capacity.     

催化反应转化率与催化剂组分含量的关系式

针对三种不同物料连续流动催化反应系统:(1)MoVTeNbO/SiO2用于丙烷选择氧化制丙烯醛反应;(2)KMoNi/SiO2用于高硫合成气制甲硫醇反应;(3)MoNiP/Al2O3用于噻吩加氢脱硫反应.在各自的固定反应条件下,研究催化反应转化率与催化剂组分含量的关系,提出半经验表达式:xA=1-exp[-G(wi)],G(wi)=6∑l=0n∑j=1j≠in∑i=1 bijlwiwlj.利用此式拟合上述3个催化反应系统的实验数据,平均相对偏差分别为1.97%,1.54%和1.42%,拟合精度较高,证明所提出的关系式是合理的,而且颇有普适性,可用于优化设计催化剂组分的含量.     

基于合成的通用头部网格模型的表情合成

针对当前通用脸部网格模型的可操控性和逼真性难以同时兼顾的问题,提出了一种新的通用网格模型合成方法,该方法基于Candide-3模型和从建模软件中导出来的模型进行简化得到的模型进行结合来合成通用头部模型.在此模型的基础上合成出六大基本表情,对输入人脸正面照片使用ASM(active shape model)算法自动提取出特征点,利用特征点和径向基函数来调整合成的通用模型得到特定的表情.实验结果显示,该通用网格模型具有良好的操控性,且能完整表示整个头部结构,还能表达六大基本表情和特定表情.     

火电厂综合安全评价模型的构建与应用

将模糊层次分析法、集对分析和系统功能论集于一体,构建了一个适用于火电企业的综合安全评价模型,不但考虑了影响火电厂安全的关键因素,而且可对火电厂安全因素之间的相互作用的协调性做量化分析,并将其结果构造系统优势函数,以解决系统安全功能大于各子系统安全功能之和的问题。实例表明该综合安全评价模型能够整合火电厂中各安全因素内在联系和非线性影响,使安全评价趋于合理,为企业安全生产管理提供科学的依据。