[發(fā)明專利]等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程的結(jié)焦厚度軟測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010159907.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111507050B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮毅萍;黃錦;任其龍;楊啟煒;陳新志;何潮洪;陳豐秋;吳忠標(biāo)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06F30/27;G16C20/10;G06F119/14;G06F113/08;G06F119/08;G06F111/10
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 高燕

本發(fā)明公開(kāi)了一種等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程的結(jié)焦厚度軟測(cè)量方法，包括如下步驟：(1)采集等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程中的軟測(cè)量建模輔助變量數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的結(jié)焦厚度離線測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)處理，構(gòu)建建模數(shù)據(jù)集；(2)基于流體動(dòng)力學(xué)原理，結(jié)合所述建模數(shù)據(jù)集，構(gòu)建結(jié)焦厚度軟測(cè)量的機(jī)理模型，采用SVR回歸模型對(duì)所述機(jī)理模型的預(yù)測(cè)偏差進(jìn)行校正；(3)在等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集所述軟測(cè)量建模輔助變量數(shù)據(jù)，代入所述的機(jī)理模型得到結(jié)焦厚度的預(yù)測(cè)值，代入所述的SVR回歸模型得到結(jié)焦厚度的偏差校正值，將結(jié)焦厚度的預(yù)測(cè)值與相加，即得等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程中實(shí)時(shí)的結(jié)焦厚度。該方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)焦厚度的實(shí)時(shí)在線軟測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)過(guò)程軟測(cè)量建模和應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程的結(jié)焦厚度軟測(cè)量方法。

背景技術(shù)

乙炔是一種重要的基礎(chǔ)化工原料。目前工業(yè)大量制取乙炔的方法主要是水解電石法。但是這種方法工藝流程長(zhǎng)，對(duì)生成設(shè)備要求高，制取過(guò)程能耗大，需要投入大量的電能和優(yōu)質(zhì)蘭炭，成本較高，并排放廢水、毒氣、電石渣等污染物。

等離子體是大量帶電粒子組成的非凝聚系統(tǒng)，是物質(zhì)的第四態(tài)，其基本組成為：帶負(fù)電粒子(如電子)、帶正電粒子(如離子)和中性粒子。熱等離子體可以起到高溫?zé)嵩春突瘜W(xué)活性粒子源的雙重作用，因?yàn)榈入x子態(tài)的各種物質(zhì)微粒具有極強(qiáng)的化學(xué)活性，所以可以在無(wú)催化劑存在的條件下加速反應(yīng)進(jìn)程，并提供吸熱過(guò)程所需的能量，因此可以高效率、低能耗地實(shí)現(xiàn)烴類的裂解。

等離子體裂解煤制乙炔可以高效地將煤轉(zhuǎn)化為乙炔，這種轉(zhuǎn)化方法具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。然而由于過(guò)程機(jī)理復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等因素干擾，導(dǎo)致反應(yīng)裝置穩(wěn)定運(yùn)行存在一定問(wèn)題。

為了保證現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是很有必要的。這些關(guān)鍵因素就包括結(jié)焦層的厚度。

煤熱解過(guò)程產(chǎn)生的結(jié)焦物粘著于反應(yīng)器內(nèi)壁是困擾該工藝工業(yè)化生產(chǎn)的重要原因，結(jié)焦物的累積使得反應(yīng)器通道變小，焦層過(guò)厚甚至?xí)?dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)部阻塞，氣體流通不通暢，在高溫高壓條件下容易發(fā)生化工事故，影響反應(yīng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須及時(shí)對(duì)結(jié)焦進(jìn)行清理。

對(duì)結(jié)焦厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)一方面可以評(píng)估反應(yīng)過(guò)程的整體運(yùn)行狀況是否良好，可對(duì)相關(guān)工藝操作優(yōu)化提供重要參考，使反應(yīng)過(guò)程處于最優(yōu)狀態(tài)；另外還可以指導(dǎo)清焦周期，為反應(yīng)器的長(zhǎng)周期運(yùn)行提供保障。因此，急需一種等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程結(jié)焦厚度的測(cè)量方法，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器中的結(jié)焦厚度。

煤制乙炔結(jié)焦機(jī)理復(fù)雜，與反應(yīng)裝置化學(xué)屬性、反應(yīng)氣氛等因素都存在關(guān)聯(lián)，目前還沒(méi)有一種可靠的結(jié)焦厚度軟測(cè)量方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程的結(jié)焦厚度軟測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)焦厚度的實(shí)時(shí)在線軟測(cè)量。

具體技術(shù)方案如下：

一種等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程的結(jié)焦厚度軟測(cè)量方法，包括如下步驟：

(1)采集等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程中的軟測(cè)量建模輔助變量數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的結(jié)焦厚度離線測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)處理，構(gòu)建建模數(shù)據(jù)集；

(2)基于流體動(dòng)力學(xué)原理，結(jié)合所述建模數(shù)據(jù)集，構(gòu)建結(jié)焦厚度軟測(cè)量的機(jī)理模型，采用SVR回歸模型對(duì)所述機(jī)理模型的預(yù)測(cè)偏差進(jìn)行校正；

(3)在等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集所述軟測(cè)量建模輔助變量數(shù)據(jù)，代入所述的機(jī)理模型得到結(jié)焦厚度的預(yù)測(cè)值，代入所述的SVR回歸模型得到結(jié)焦厚度的偏差校正值，將結(jié)焦厚度的預(yù)測(cè)值與相加，即得等離子體裂解煤制乙炔反應(yīng)過(guò)程中實(shí)時(shí)的結(jié)焦厚度。

所述的軟測(cè)量建模輔助變量數(shù)據(jù)包括等離子反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及等離子反應(yīng)器內(nèi)的氣體密度、氣體流量、氮?dú)饬髁亢蜌錃鈮毫Α?/p>