[發明專利]一種銅電解過程分階段能效分析方法與優化方法有效
| 申請號： | 201710131595.8 | 申請日： | 2017-03-07 |
| 公開（公告）號： | CN106919049B | 公開（公告）日： | 2020-08-07 |
| 發明（設計）人： | 陳卓;王曉娜;宋彥坡;胡子豪 | 申請（專利權）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214 | 代理人： | 歐穎;王雷 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 電解 過程 分階段 能效 分析 方法 優化 | ||
1.一種銅電解過程分階段能效分析方法，其特征在于，包括如下步驟：
1)、控制系統自動識別電解槽在一個陽極周期中的各工作階段，依次包括第一陰極周期P1、第一出銅期S1、第二陰極周期P2和第二出銅期S2，并記錄相應各工作階段的時長tj；
2)、自動計量各工作階段電解液溫度均值凈液流量均值電流強度均值直流電耗Ej、凈液消耗量Cj、蒸汽消耗量Vj；
3)、在完成上述數據采集和處理任務后，按下式計算各工作階段的綜合能耗：
Qj＝Ej·ηe+Cj·ηF+Vj·ηV，
其中，ηe為電能的折標煤系數，ηF、ηV分別為凈液和蒸汽的折標煤系數，Qj為各工作階段的綜合能耗；
4)、分別稱量第一陰極周期P1和第二陰極周期P2的陰極銅產量，分別記為W1、W2；
5)、將上述稱量得到的陰極銅產量W1和W2輸入計算機，控制系統自動計算第一陰極周期P1的單位產品綜合能耗qp1、第二陰極周期P2的單位產品綜合能耗qp2以及整個陽極周期的單位產品綜合能耗qw，計算公式如下：
其中，j為各工作階段的標識，可取P1、S1、P2和S2；
所述步驟1)中各工作階段的識別方法為利用電壓表實時監測電解槽電壓e，以0.5～1分鐘的周期Δt采集槽電壓值并利用下式計算第i個采樣時刻電解槽電壓e的變化速率e′(i)；
根據電解槽電壓e與槽電壓變化速率e′(i)的監測值判斷下一時刻點電解槽應處的工作階段：
(i)當前工作階段為S2或S1時，若連續兩個采樣點滿足條件：
4.5V≤e≤7.5Ve′≤0.01V/min，
則將當前時刻點工作階段相應切換為P1或P2，否則，保持當前工作階段不變；
(ii)當前工作階段為P1或P2時，若連續兩個采樣點不滿足上述條件(i)，則將當前時刻點工作階段相應切換為S1或S2，否則，保持當前工作階段不變。
2.根據權利要求1所述的能效分析方法，其特征在于，所述步驟5)以后還包括如下步驟：
6)、將陽極周期對應的控制量和tj、陰極銅產量W1和W2、以及能效指標Ej、Cj、Vj、Qj、qj以數據行的形式存入數據庫中；
7)、當歷史數據積累到一定規模后，抽取歷史數據運用支持向量機的方法分別建立兩個陰極周期控制量和tj與單位產品綜合能耗qj的關系模型。
3.根據權利要求1所述的能效分析方法，其特征在于，所述步驟2)中各變量的計量方法為：
(i)利用溫度傳感器、流量計、電流表分別實時監測電解液溫度T、凈液流量c、電流強度I，分別采集和存儲三個變量的監測值，并在各工作階段終止時刻分別計算三個變量的均值
(ii)各工作階段直流電耗E，在安裝電度表的情況下，可以通過分別采集各工作階段起止時刻電度表的累計電量，并計算其差值獲取；在未安裝電度表的情況下，根據電解槽電壓e和電流強度I的采樣值按下式計算：
E＝Δt∑e(i)·I(i)。
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