检索结果-内蒙古大学图书馆

化工学报 2015年第1期66卷 326-332页

作者：胡蓉杨明磊钱锋华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

以C8芳烃混合物的吸附分离过程作为研究对象,应用多目标教学优化算法(multi-objective teachinglearning-based optimization algorithm,MOTLBO)对模拟移动床多目标优化问题进行求解。采用TMB方法,建立了模拟移动床模型,并对两个典型的... 详细信息

以C8芳烃混合物的吸附分离过程作为研究对象,应用多目标教学优化算法(multi-objective teachinglearning-based optimization algorithm,MOTLBO)对模拟移动床多目标优化问题进行求解。采用TMB方法,建立了模拟移动床模型,并对两个典型的模拟移动床多目标操作优化问题进行了优化设计。通过与NSGA-Ⅱ算法的比较,证明了多目标教学优化算法在求解模拟移动床多目标优化问题上的有效性和优势。此外,还分析了抽出液流量、抽余液流量以及步进时间等对多目标优化非劣解的影响,优化结果为模拟移动床分离过程的工艺设计和操作提供了依据。

关键词：模拟移动床多目标教学优化算法多目标优化设计

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基于多目标教学优化算法的热电联产系统优化设计

基于多目标教学优化算法的热电联产系统优化设计

引用

作者：冯华雨上海交通大学

学位级别：硕士

热电联产作为一种高效率、低排放的能源生产方式,已经在全世界得到了广泛地运用和推广。针对热电联产系统的建模、优化和设计一直是一个研究热点之一,它是提高系统的综合性能,降低系统成本的重要手段。热电联产系统的设计是一个多目标... 详细信息

热电联产作为一种高效率、低排放的能源生产方式,已经在全世界得到了广泛地运用和推广。针对热电联产系统的建模、优化和设计一直是一个研究热点之一,它是提高系统的综合性能,降低系统成本的重要手段。热电联产系统的设计是一个多目标优化问题,高性能的设备往往意味着更高的购买成本,设计热电联产系统时需要在热力性能和经济成本之间做出权衡。作为热经济学研究的一个经典模型,CGAM热电联产模型包含了系统的热力学模型和经济学模型,本文的主要工作围绕CGAM热电联产多目标优化问题的研究展开。根据热力学第二定律、火用理论和全生命周期分析方法,从热力性能和热经济性两个方面去构建热电联产系统的CGAM模型,并根据系统设计和实际运行的需求,确定决策变量和模型的约束条件。用全生命周期分析和等额支付折算的方法对原有的经济学模型进行了优化。在提出针对热电联产系统的多目标优化问题之后,通过引进基于教学的多目标优化算法(MOTLBO)求解,并将该算法和非支配排序的遗传算法(NSGA-II)比较,证明了MOTLBO算法在求解热电联产系统优化问题上的优越性。同时对MOTLBO算法的新解生成过程进行改进,降低了算法求解的时间,提高了算法的效率。结合上述两种算法的特点,提出改进的MOTLBO算法,在保证原算法收敛性的基础上,得到分布性更好的最优解集。通过分析多目标优化的结果,用拟合函数表证目标函数之间的关系,可根据权重比选择热电联产系统设计的最优参数配置方案。同时,进一步研究系统参数和目标函数的关系,分析当前的技术发展趋势,给出定性的判断,为今后的热电联产系统设计提供理论依据。本文的工作将热经济学和热力学结合,简化了热电联产系统的设计,在提高系统的热力性能的同时,使经济成本达到最低。

关键词：热电联产系统 CGAM热电联产模型全生命周期分析多目标教学优化算法

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二甲苯吸附分离过程建模与优化

二甲苯吸附分离过程建模与优化

引用

作者：胡蓉华东理工大学

学位级别：硕士

对二甲苯(PX)作为聚酯产品链的龙头,是一种重要的有机化工原料。混合二甲苯分离是PX生产工艺中难度最大的一个环节,基于连续逆流模拟移动床(Simulated Moving Bed, SMB)的分子筛吸附分离技术是目前PX生产的主流技术。考虑到SMB分离过程... 详细信息

对二甲苯(PX)作为聚酯产品链的龙头,是一种重要的有机化工原料。混合二甲苯分离是PX生产工艺中难度最大的一个环节,基于连续逆流模拟移动床(Simulated Moving Bed, SMB)的分子筛吸附分离技术是目前PX生产的主流技术。考虑到SMB分离过程机理复杂,操作变量多且耦合性强,其建模与优化存在一定难度,故如何建立SMB分离过程机理模型并对其进行操作优化,是SMB领域的一大研究热点。本文的主要研究成果如下：首先,本文基于流程模拟软件Aspen Chromatography,以二甲苯吸附分离过程为研究对象,采用真实移动床(True Moving Bed, TMB)建模方法,选取合适的传质模型、吸附平衡模型以及模型求解方法,并结合某石化厂的实际工况数据,对关键的参数进行拟合,模拟二甲苯吸附分离过程。通过比较模型计算所得的各塔节组分浓度分布与实际各塔节轴向浓度分布,验证了该模型的有效性。并基于此模型,研究步进时间以及区域回流比对模拟移动床分离性能的影响。结果表明步进时间在110-112s时,PX纯度不低于99.7%,PX收率不低于92%;II区回流比对PX纯度和收率的变化均较为敏感,III区回流比对收率影响较大,对PX纯度基本没有影响。此外,还得到了不同产品质量要求和进料组成的情况下区域回流比的操作区间。其次,基于所建模型,应用多目标教学优化算法(Multi-Objective Teaching Learning Based Optimization algorithm, MOTLBO)对两个典型的SMB多目标优化问题进行求解。通过与NSGA-Ⅱ算法的比较,验证了MOTLBO算法在求解SMB多目标优化问题上的有效性和优势。此外,还分析了抽出液流量、抽余液流量以及步进时间等操作参数对多目标优化非劣解的影响,优化结果为SMB分离过程的工艺设计和操作提供了依据。最后,考虑到MOTLBO算法局部搜索能力较差以及种群多样性易过早丢失,且同时SMB的操作优化是一个复杂的约束多目标优化问题,本文提出了一种带有alpha约束的混合多目标教学优化算法。该算法在MOTLBO的基础上,结合alpha约束处理机制,充分挖掘不可行解中所携带的重要信息,增加种群多样性;同时该算法考虑到差分算法具有良好的局部搜索能力,将差分算子引入教师阶段,增强算法的局部搜索性能,提高寻优精度。通过SMB实验表明,与MOTLBO算法相比,该算法在处理多种约束多目标优化问题上具有更好的收敛性与分布性。

关键词：对二甲苯模拟移动床模拟多目标教学优化算法操作优化

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