[發明專利]一種有機廢氣回收的智能控制方法

無效

• 申請號: 201210178754.7
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102688655A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 潘豐;戴娟;張相勝
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;G05B19/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種有機廢氣回收的智能控制方法，屬于生產過程先進控制領域。

背景技術

有機廢氣是涂布生產、油漆涂料、制藥、印刷、造紙、紡織以及石油化工等行業所排放的最常見的污染物。這些有機廢氣多數具有毒性會造成大氣污染，對人類的健康和環境均具有危害。近年來，隨著工業技術的發展，有機廢氣污染越來越嚴重，同時也是對資源的一種浪費。因此，研究有機廢氣的回收具有非常重要的現實意義。

有機廢氣回收過程是一個復雜的非線性過程，難以建立精確的數學模型，傳統的控制方法往往達不到理想的回收效果。因此，選用一種有效的方法對有機廢氣回收過程進行建模與預測，確定較優的吸附時間和脫附時間并應用到控制系統的運行中，提高有機廢氣回收的廢氣凈化率和有機溶劑回收率，是需要著重解決的問題。

發明內容

針對上述問題，為了得到較優的吸附時間和脫附時間，本發明提供了一種基于粒子群算法與最小二乘支持向量機相結合的建模方法，該方法利用具有較強的全局搜索能力的粒子群優化算法，對最小二乘支持向量機建模過程中的重要參數進行優化調整，每一個粒子的位置向量對應一組最小二乘支持向量機建模的參數。利用參數優化調整后得到的具有較優擬合預測效果的模型對有機廢氣回收過程進行在線預測，最終可確定較優的吸附時間和脫附時間。

本發明還提供了一套有機廢氣回收的智能控制方法的應用系統，該智能控制應用系統主要由工控機、PLC、變頻器、電磁閥、氣動閥、氣動泵以及各類傳感器組成。

本發明涉及的關鍵技術方法如下：

(1)吸附時間與脫附時間在線預測控制方法。控制系統的良好運行需要合適的工藝參數配合，針對該問題，需要對有機廢氣回收過程建模，使得出的模型能夠較為準確地擬合過程的動態特性，進而利用建立的模型來確定合適的吸附時間和脫附時間。本發明采用最小二乘支持向量機對有機廢氣回收過程進行建模，為確保建模的精確性、快速性和穩定性，采用粒子群算法對最小二乘支持向量機參數進行優化。利用建立的模型來在線預測吸附濃度和脫附濃度從而獲得較優的吸附時間和脫附時間，將其應用到控制系統的運行中，提高了廢氣的凈化率和有機溶劑的回收率。

(2)自動安全保護方法。吸附是一個放熱過程，連續吸附操作時床層溫度會升高，一方面造成吸附率的下降，另外還可能給安全帶來隱患。設置了床層溫度監控報警裝置，一旦溫度超過設定值，系統便自動報警并自動切換到安全位置。為了使系統處于高效的運行狀態，增加了降溫裝置，使固定床的溫度能及時下降。

(3)有機溶劑自動分離方法。脫附過程結束后，脫出的有機溶劑混合液經列管式泠凝器冷凝后，進入分離箱進行有機溶劑與冷凝水的分離。分離箱分離區上部裝有二支分離探測針，根據有機溶劑與水導電率和比重不同的原理，PLC自動控制排出有機溶劑和冷凝水。分離箱溶劑儲存區上部裝有液位控制器，有機溶劑達到一定液位時，由PLC控制氣動泵把有機溶劑抽出，存入儲存罐內儲存。解決了手動調節帶來的二次污染的危險，并提高了有機溶劑的回收率。

工控機主要用于有機廢氣回收過程的建模與預測，同時實現了人機交互，主要包括系統的主流程顯示、通信參數的設置、PLC監控、實時數據的顯示、記錄、存儲與處理以及歷史數據、曲線的顯示等等，并為不同的操作人員設置不同的操作密碼和相應的操作權限。

附圖說明

圖1是有機廢氣回收系統裝置圖。

圖2是有機廢氣回收過程流程圖。

圖3是有機廢氣回收智能控制流程圖。

圖1中編號1～4是吸附罐、5是過熱蒸汽、6是凈化后的有機廢氣、7是有機廢氣、8是除塵降溫箱、9是風機、10是冷凝器、11是分離箱、12是有機溶劑儲存罐。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步說明。

工業生產過程中排放的有機廢氣經過除塵降溫后，被風機引入吸附罐內，在吸附罐內有機廢氣穿過活性炭纖維，有機溶劑被活性炭纖維吸附，凈化后的氣體由吸附罐頂部排出。當吸附罐吸附飽和后進入脫附過程，將過熱蒸汽通入吸附罐內進行脫附，脫附完成后，對吸附罐排汽，進行再生，脫附產物進入泠凝器中，經過冷凝后的有機溶劑和水蒸汽混合物進入分離箱中，分離后得到有機溶劑。吸附、脫附、再生過程實際上是連續的循環過程，當吸附罐1、2、3處于吸附狀態時，吸附罐4處于脫附狀態，下一個工作狀態時吸附罐2、3、4處于吸附狀態，而吸附罐1處于脫附狀態，如此循環下去，從而完成有機廢氣的回收過程。