张远秋[1]2004年在《竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值在线软测量技术研究》文中指出针对我国大力发展竹子制浆战略及国内外在竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程数学模型研究上仍处于空白的状况，我们开展了该课题的研究。通过实验研究，结合数学分析方法，提出了竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程有效碱浓度数学模型。在此基础上，推导出了竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值机理数学模型，并开发了竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值软测量预测系统。 研究结果表明，竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程有效碱浓度数学模型可以用对数数学模型表示，也可以用指数数学模型表示。定义E_(AO)—H_O综合因子(X_O)后，通过对两种类型有效碱浓度数学模型的参数研究发现，各参数与X_O之间具有显着的线性关系。实验结果证明，两种类型有效碱浓度数学模型及确定其参数的数学模型都具有较高的模型准确性及稳定性。研究结果还表明，结合使用有效碱浓度数学模型及确定其参数的数学模型，通过测定蒸煮过程某特定点的有效碱浓度，而不需对蒸煮原始条件准确知道，也可对整个蒸煮过程的有效碱浓度进行预测。这为指导竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程预测控制开辟了简单易行的道路。 论文中把研究得出的有效碱浓度数学模型应用到江西苦竹硫酸盐法广西大学硕士学位论文·《竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆K叩Pa值在线软测量技术研究》蒸煮。研究结果表明，论文得到的竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程有效碱浓度数学模型也能适用于江西苦竹硫酸盐法间歇蒸煮。这表明论文研究得出的有效碱浓度数学模型具有一定的普遍性。 论文进行了纸桨Kappa值与木素含量之间关系的讨论，接着根据蒸煮化学脱木素动力学，结合有效碱浓度数学模型，推导出了竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值机理数学模型。通过实验对竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆KapPa值机理数学模型验证时，结果表明，该模型具有很高的模型准确性及稳定性。论文也进行了Kappa值机理数学模型的预测研究，结果也表明，该机理数学模型也具有很高的预测精度。通过使用有效碱浓度数学模型及纸浆Kappa值数学模型，我们只需测定蒸煮前期某点的有效碱浓度，就可以很容易地对后期蒸煮KaPPa值预测。 最后，论文根据工厂生产现场情况，结合竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆KaPPa值数学模型，提出了纸浆KapPa值软测量系统的硬件、软件设计方案。通过比较，选定WinCC工控组态软件开发平台后，进行了竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值软测量系统的工业软件开发。
黄俊梅[2]2011年在《置换蒸煮（DDS）过程蒸煮终点软测量的研究》文中认为由于能耗和环境等问题,造纸制浆工业的发展已严重受阻。寻找节能环保型制浆技术是摆在我国浆纸工业面前的一个重要战略课题。置换蒸煮系统(Displacement Digester Systems)是20世纪80年代发展起来的一项高效节能的间歇式制浆技术,由于其显着的环境和经济效益,该技术已逐渐成为了制浆蒸煮技术发展的主要方向。本文在介绍置换蒸煮工艺机理的基础上,针对其蒸煮终点难以判断这一问题,从以下几个方面展开了工作。首先,文章提出了置换蒸煮终点神经网络软测量的方法。蒸煮终点是制订蒸煮时间的依据,对纸浆质量以及能耗有着直接影响。目前较为科学可靠的蒸煮终点判定法是依靠卡伯值,以及其它影响因素共同确定。由于蒸煮过程的复杂性,蒸煮终点卡伯值的在线检测非常困难。文中提出利用神经网络软测量的方法,通过比较容易测量的辅助变量来间接测量纸浆卡伯值,从而确定置换蒸煮的终点。在该软测量模型中,纸浆卡伯值作为模型的主导输出变量,硫化度、H因子和有效碱浓度作为模型的输入变量。其次,分别采用RBF和BP神经网络两种方法建立置换蒸煮终点卡伯值软测量模型,并进行对比分析。在其RBF软测量模型的基础上,介绍了该模型在DCS控制系统中的实现问题。置换蒸煮DCS系统是以SIEMENS S7-400 PLC作为硬件开发平台,WinCC和Step7为软件开发平台。上位机不仅要完成WinCC软件设计,还要实现与MATLAB软件的对接,将置换蒸煮终点软测量技术嵌入到DCS控制系统中。最后,在对置换蒸煮DCS控制系统设计的基础上,文章还对H因子计算、蒸煮锅上中下温度一致性控制、蒸煮锅压力控制等一系列控制要点提出了解决方案。
徐亮[3]2018年在《多功能多相分段反应装置的设计与应用》文中研究说明为了提高纸浆得率,提高纸浆质量,减少化学药品使用,降低能耗,减少环境污染,出现了深度脱木素技术。由深度脱木素技术发展而来的多种改良创新型蒸煮技术在工业上都已经得到相对广泛的应用,但是其在实验室内此类设备少之又少,无法在实验室进行对深度脱木素技术进一步深入探讨。因此建立在基于深度脱木素理论的基础之上,设计了一种多功能多相分段反应装置来实现这一目的。并以尾叶桉为原料,应用多功能多相分段反应装置,对硫酸盐法分段蒸煮工艺进行了初步探究。主要的研究结论如下所示:1.研究并设计了一种多功能多相分段反应装置的结构,结构符合蒸煮工艺的药液置换或混合要求,满足温度、压力、耐腐蚀的要求,能够实现温度、压力、流量的在线检测及自动化控制的要求。2.研究并设计了多功能多相分段反应装置的自动控制系统,采用PLC与MCGS搭建的系统包括主控程序和人机交互界面。主控程序是工艺的顺序控制、反应釜的恒温控制及相关数据的采集与反馈;人机交互界面主要完成温度、压力、流量等数据的实况显示,以及对工艺控制的人工操作。3.采用高斯拟合法得到相对反应速率常数曲线,通过系统对温度数据的高频率采集,设计了H因子在线计算系统。经验证,相比于传统的H因子计算方法,升温阶段误差减少了约11%,总H因子误差减少了1.32%。;实验应用分析中,总H因子误差减少了约2.09%,有效提高了H因子控制纸浆质量的能力。4.在多功能多相分段反应装置及M/K蒸煮器中进行的尾叶桉硫酸盐法分段反应蒸煮,通过调整常规蒸煮工艺条件,分段反应蒸煮工艺分为叁个阶段,在蒸煮液浓度分别为硫化钠浓度13.59 g/L、6.29 g/L、0 g/L与氢氧化钠浓度9.29 g/L、19.35 g/L、20.65 g/L,温度分别为90-120℃、120-150℃和150-168℃,保温时间分别为30、45和75 min的条件下,浆料得率45.64%、卡伯值10.15、粘度1057.3mL·g~(-1)、浆料白度27.41%ISO。尾叶桉常规硫酸盐法蒸煮工艺条件得粗浆得率45.89%、卡伯值17.51、粘度798 mL·g~(-1)、浆料白度21.30%ISO。由此可知,在粗浆得率相差0.25%的情况下,分段反应蒸煮工艺的卡伯值降低了42.03%,粘度提高了32.49%,白度提高了28.69%。5.尾叶桉硫酸盐法分段反应蒸煮工艺与常规硫酸盐法蒸煮工艺相比较,在得率降低约0.25%的情况下,浆料性能得到了显着提高。定量70 g/m~2进行抄纸,检测两者物理性能指标,分析结果得撕裂指数、耐破指数、抗张指数、耐折度没有明显差别,但略有提高。因此尾叶桉分段反应蒸煮工艺在后期研究中可以进一步调整,提高纸浆得率和纸浆物理性能。6.通过尾叶桉硫酸盐法分段蒸煮实验应用可知,多功能多相分段反应装置具备了进行深度脱木素技术探究的能力,能够实现反应装置的自动化控制,控制工艺的运行与监测。
王震[4]2015年在《溶解浆置换蒸煮过程控制策略研究及实现》文中研究指明溶解浆是只保留纤维素的高纯度精制化学浆,其要求对原料进行深度脱木素处理,市场需求量大。而置换蒸煮系统(Displacement Digester System,DDS)是一种节能环保、具有深度脱木素功能的先进制浆蒸煮系统,其显着的节能减排效果使之成为生产溶解浆的首选,但其控制系统核心技术仍被国外垄断,尚未实现全面国产化;其相对蒸球、立锅等传统间歇蒸煮方式,不同蒸煮阶段管道内药液种类及输送方向不同,难以控制。本课题围绕溶解浆置换蒸煮过程控制策略展开了应用技术研究,针对蒸煮锅锅内温差控制大时滞、强耦合性、实时性的特点以及蒸汽消耗波动较大的问题,分别设计了温差DMC-PID串级解耦控制算法和带限幅器的蒸汽流量控制系统。论文在国家科技部国际科技合作项目——节能环保型置换蒸煮关键技术与设备的合作研究(项目编号:2010DFB43660)的资助下,主要工作可总结为以下四个方面。(1)溶解浆置换蒸煮各阶段控制方案的研究在研究溶解浆置换蒸煮系统装锅、直接通汽和水解、中和、热充、升温保温、置换、卸料等阶段工艺过程的基础上,文中针对每个阶段控制的重点和难点,提出了蒸煮各阶段的控制方案;并提出了置换蒸煮药液输送、除气泄压等辅助系统中的控制方案,分析了基于物料平衡的槽区恒液位控制策略。研究结果表明槽区液位始终保持在10%-90%之间,满足置换蒸煮系统正常生产要求。(2)DMC-PID温差流量串级解耦控制算法的研究升温保温阶段药液循环由中部抽出经蒸汽强制加热后,再由顶部和底部回流进入蒸煮锅内,不同的药液回流流量致使锅内出现升温速率不同,从而引起上下温差,导致纸浆蒸煮不均匀问题。论文针对回流药液存在强耦合关系、温差控制要求实时性的特点,设计了DMC-PID温差流量串级解耦控制算法。Matlab仿真结果表明DMC-PID串级解耦控制算法动态性能更好、鲁棒性更强。(3)溶解浆DDS蒸汽控制子系统的设计一条溶解浆DDS生产线通常包含多个同时进行蒸煮的蒸煮锅,在大量利用蒸汽的升温保温、通汽阶段会导致蒸汽用量波动较大,且在该阶段需要跟踪设定的P因子和H因子曲线。文中设计了带有限幅器及优先级选择功能的蒸汽控制子系统来减少蒸汽消耗波动,实现蒸汽流量的平稳控制;设计了温度设定值计算程序,实现对P因子和H因子的在线跟踪。(4)基于PCS7的溶解浆置换蒸煮DCS控制系统的实现论文根据所提出的各蒸煮阶段及辅助系统控制方案,进行了DCS控制系统硬件、软件设计。DCS控制系统以S7-400PLC为硬件基础进行了硬件系统配置,并以PCS7为软件开发平台设计了过程程序和操作画面。四川某企业实际生产运行情况表明,该DCS控制系统能满足工艺生产要求。
参考文献：
[1]. 竹子硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值在线软测量技术研究[D]. 张远秋. 广西大学. 2004
[2]. 置换蒸煮（DDS）过程蒸煮终点软测量的研究[D]. 黄俊梅. 陕西科技大学. 2011
[3]. 多功能多相分段反应装置的设计与应用[D]. 徐亮. 南京林业大学. 2018
[4]. 溶解浆置换蒸煮过程控制策略研究及实现[D]. 王震. 陕西科技大学. 2015