模擬移動(dòng)床分離過程的建模與優(yōu)化研究.pdf

1、模擬移動(dòng)床(SimulatedMovingBed，簡稱SMB)技術(shù)作為主要的吸附分離技術(shù)，近十年來在石油化工、精細(xì)化工、生物醫(yī)藥和食品工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。如何基于模擬移動(dòng)床的機(jī)理數(shù)學(xué)模型進(jìn)行操作優(yōu)化，以提高模擬移動(dòng)床分離過程的經(jīng)濟(jì)效益，是模擬移動(dòng)床研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。 利用優(yōu)化算法對(duì)模擬移動(dòng)床分離過程進(jìn)行操作優(yōu)化，關(guān)鍵是要尋找簡單合適的算法。微粒群優(yōu)化算法(PSO)是近年來提出的一種優(yōu)化算法，它具有算法簡單、收斂速度較快、

2、內(nèi)存占用少等特點(diǎn)，非常適合于對(duì)復(fù)雜問題的求解；而NSGA-Ⅱ作為多目標(biāo)進(jìn)化算法的代表算法，在模擬移動(dòng)床的操作優(yōu)化已得到不少成功應(yīng)用。本文在對(duì)模擬移動(dòng)床建模和優(yōu)化研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，基于機(jī)理模型，對(duì)分離聯(lián)萘酚的模擬移動(dòng)床分離過程進(jìn)行了模型化研究；運(yùn)用MOCLPSO算法和NSGA-Ⅱ算法，對(duì)模擬移動(dòng)床分離過程的操作優(yōu)化進(jìn)行了對(duì)比研究；最后對(duì)一工業(yè)裝置Eluxyl模擬移動(dòng)床分離過程進(jìn)行了模型化研究。論文主要工作包括：(1)介紹了模擬移動(dòng)

3、床的工作原理、技術(shù)特點(diǎn)和工業(yè)應(yīng)用；從模擬移動(dòng)床的建模與優(yōu)化兩方面綜述了當(dāng)前模擬移動(dòng)床的研究方向和方法；概括了本文的主要研究工作和文章結(jié)構(gòu)。 (2)分別采用模擬移動(dòng)床的兩種不同建模方法，對(duì)分離聯(lián)萘酚對(duì)映體的模擬移動(dòng)床分離過程進(jìn)行模型化研究，并對(duì)該模擬移動(dòng)床進(jìn)行性能分析。仿真研究表明，TMB建模方法的仿真計(jì)算結(jié)果與SMB建模方法的仿真計(jì)算結(jié)果只有微小的差別，但是TMB模型的計(jì)算速度快得多。 (3)模擬移動(dòng)床的多目標(biāo)操作優(yōu)化一

4、直是模擬移動(dòng)床研究的熱點(diǎn)，在簡述多目標(biāo)進(jìn)化算法MOCLPSO算法和NSGA-Ⅱ算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)分離聯(lián)萘酚對(duì)映體的模擬移動(dòng)床分離過程，基于模擬移動(dòng)床TMB建模方法，提出了其操作條件的優(yōu)化策略，采用MOCLPSO算法和NSGA-Ⅱ算法進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比研究，優(yōu)化結(jié)果表明，MOCLPSO算法在單目標(biāo)操作優(yōu)化中有更好的優(yōu)化結(jié)果，而NSGA-Ⅱ算法在多目標(biāo)操作優(yōu)化中有更好的優(yōu)化結(jié)果。 (4)采用線性推動(dòng)力模型建立了Eluxyl模擬移動(dòng)床數(shù)學(xué)模