变压吸附动态过程流程图模拟

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1、华南理工大学硕士学位论文变压吸附动态过程流程图模拟姓名：韦浩宇申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：关建郁20040501摘要摘要变压吸附(PSA，preSSUFeSWingadsorptioa)流程和操作灵活多变。用面向过程编程技术建立的偏微分方程模型算法适应不了这种灵活性和多变性。电路网络模型采用面向对象编程技术，将PSA系统分解成吸附柱、罐、气压源和管路等对象，通过对象的元件约束和拓扑约束关系建立对象的状态方程。进而运用c+十的面向对象编程技术，建立异质链表来合成系统网络。实现了PSA流程的任意连接、修改、自动建立方程和解方程。本文以电路网络模型为核心算法，使用Visu

2、alC++面向对象的编程技术，编制PSA流程输入界面。ViSualC++是面向对象的高级编程语言，具有移植性强、适应性广的特点。ViSualc++的MFC集合了大量的类，节约了编程者的大量时间。使用Visualc++设计C01Ullln、Tank、Line、Valve图元对象，由此输入PSA系统中的吸附柱、罐、压力源和各种管路，同时设计Text图元对象来输入文字。PSA流程图文件的数据使用序列化来存贮。对图元对象设计了移动、改变大小、复制、粘贴、排列、删除等操作。PSA系统对象的性质的输入采用对话框的形式。通过菜单，输入算法参数并启动算法，实现了PSA动态过程的阀调节、操作时间调

3、节、拟合给定的操作性能以及最优化计算等功能，并通过菜单设置PSA系统内状态函数的动态输出，包括分压、流量、温度等随时间(给定位置)和随位置(给定时问)的变化关系。本文对单床RPSA和四床PSA制富氧过程进行最优化研究。以回收率最大为目标、给定产品平均流量和纯度为约束。序列二次规划算法及通过障碍一增广Lagrange函数的(改进)Newton-Raphson算法都不收敛。用广义乘子法一单纯法，优化单床RPSA的4个阀系数和3个操作时间，得到：产品平均流量O．144mmol／S，纯度90．O％，回收率37．34％：优化四床的6个阀系数和3个操作时间，使回收率提高了10％。两个系统的优

4、化结果都表明，没有一个阻力系数或阀系数是越大越好或越小越好的。关键词：吸附；变压吸附；电路网络；流程图华南理上大学T学硕士学位论文DynamicSimulationofPressureSwingAdsorptionwithFlowsheetingAbstractApressureswingadsorption(PSA)processisveryvariableandflexible．Thestep-by—stepsimulationbasedontheprocedure—orientedprogrammingisnotadequatetoitsflexibility．Theele

5、ctricalnetworkmodel，basedontheobject·orientedprogramming(OOP)，decomposesaPSAsystemintofourobjects：column，tank，pressuresourceandpipelines．Thestateequationsoftheseobjectsmaybeconstructedthroughtheelementalandtopologicalconstrains．ByOOPtechniqueofC++heterogeneous·node1iststructureiSbuildtosynthe

6、sizenetworkofthePSAsystem，andthentoimplementwillingconnection，modification，equationautomaticallysetupandequationautomaticallysolutionofthesystem．Basedontheelectricalnetworkmodel，agraphicalinterfaceofaPSAprocesswasprogrammedwithOOPtechniqueofvisualC++．AlotofbasicclassesinMicrosoftFoundationCla

7、ssbenefitforuserstoprogramsoftwarequickly．Fourobjectclasses，Column，Tank，LineandValve，areprogrammedtorepresentthecorrespondingobjectsofaPSAsystem，andasetofeditingtools，includingcopying，deleting，pasting，movingandarrangingaredesignedtomaketheobj