模擬移動(dòng)床色譜過程分析與系統(tǒng)優(yōu)化.pdf

1、模擬移動(dòng)床(簡(jiǎn)稱SMB)技術(shù)作為連續(xù)色譜的主要代表，廣泛應(yīng)用于石油化工、制糖工業(yè)、精細(xì)化工和手性藥物分離等領(lǐng)域。近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)過程的不斷復(fù)雜化和生產(chǎn)規(guī)模的日益大型化，人們對(duì)于生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益提出了越來越高的要求。以往著眼于平穩(wěn)生產(chǎn)的傳統(tǒng)操作已不能滿足要求，通過生產(chǎn)裝置的操作優(yōu)化來提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量、降低能耗，已成為科技工作者研究及企業(yè)技術(shù)革新的重要內(nèi)容。
　　 本論文從模擬移動(dòng)床色譜數(shù)學(xué)模型、仿真分析平臺(tái)開發(fā)與系統(tǒng)操作

2、參數(shù)優(yōu)化三個(gè)方面開展研究工作，實(shí)現(xiàn)了SMB色譜過程的計(jì)算機(jī)模擬、系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)和操作參數(shù)優(yōu)化。以此指導(dǎo)模擬移動(dòng)床生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，最終達(dá)到節(jié)能減排、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和加速模擬移動(dòng)床技術(shù)應(yīng)用推廣的目的。
　　 本論文的主要研究工作如下：
　　 首先，基于模擬移動(dòng)床色譜過程的建模方法和建模理論，分別建立了SMB機(jī)理模型和TMB(簡(jiǎn)稱TMB)模型，運(yùn)用數(shù)值方法對(duì)模型方程進(jìn)行求解。在此基礎(chǔ)上，利用SMB

3、機(jī)理模型研究了模擬移動(dòng)床色譜啟動(dòng)過程和周期性穩(wěn)定狀態(tài)的分離特性；從性能指標(biāo)和平均濃度分布兩方面對(duì)比了SMB機(jī)理模型和TMB模型預(yù)報(bào)模擬移動(dòng)床色譜周期性穩(wěn)定狀態(tài)的效果，分析了兩種模型各自的特點(diǎn)；同時(shí)論證了TMB模型可用于多目標(biāo)優(yōu)化研究。
　　 其次，根據(jù)模擬移動(dòng)床色譜科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用的需求，開發(fā)了模擬移動(dòng)床色譜仿真分析平臺(tái)。該軟件平臺(tái)不僅可對(duì)SMB色譜過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，還能夠全面系統(tǒng)的研究操作參數(shù)和床層結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)分離性能的影響

4、，為模擬移動(dòng)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型與操作參數(shù)確定提供指導(dǎo)。同時(shí)，本論文利用所開發(fā)軟件對(duì)SMB色譜過程進(jìn)行分析討論。
　　 最后，利用一種帶偏好的遺傳算法(簡(jiǎn)稱PNSGA)和帶精英策略的非支配排序遺傳算法(簡(jiǎn)稱NSGA—Ⅱ)對(duì)模擬移動(dòng)床色譜不同分離過程進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化研究。通過研究表明，由于在PNSGA算法中引入了關(guān)于目標(biāo)的偏好信息，使其能夠利用偏好信息引導(dǎo)搜尋方向，最終得到的優(yōu)化結(jié)果不僅性能更優(yōu)，而且能夠符合模擬移動(dòng)床色譜過程對(duì)目標(biāo)的偏好