置换蒸煮终点Kappa值软测量的设计与实现

针对纸浆置换蒸煮过程中数据采集困难、缺乏工艺终点Kappa值在线测量仪表的现实问题,本课题分别用RPLSR、RBF和RPLSR-RBF 3种算法建立了Kappa值软测量模型,并用MATLAB对建立的模型进行了仿真分析。结果表明,相比于使用单一RPLSR或RBF算法建立的模型,RPLSR-RBF算法建立的软测量模型精度较高、相对误差较小。此外,本课题设计得到了Kappa值在线软测量系统实现框图和工作流程图。

佯黄竹置换蒸煮工艺研究

结合单因素实验法和Box-Behnken响应面法研究了用碱量、硫化度、液比、不同蒸煮阶段用碱量的配比、最高蒸煮温度和保温时间对佯黄竹置换蒸煮(DDS)效果的影响。单因素实验结果表明,佯黄竹DDS蒸煮的浆料卡伯值受用碱量、硫化度、最高蒸煮温度和保温时间的影响较大。通过响应面实验对用碱量、硫化度和保温时间进行进一步优化,得到非线性回归方程。方差分析和显著性测试结果表明,所拟合模型拟合程度较高。对方程求解得出最优佯黄竹DDS蒸煮工艺条件为:用碱量23.0%(NaOH计)、硫化度18%(Na2 S计)、液比1∶4.5、最高蒸煮温度160℃、保温时间70 min、用碱量质量比(预浸渍段︰温充段︰热充段)为20∶20∶60。在该蒸煮条件下的细浆得率为49.0%,竹浆卡伯值可降低至16.2。

芦苇碱法置换蒸煮的研究

研究了芦苇置换蒸煮中用碱量,最高蒸煮温度和两级碱分配,蒸煮助剂加入方式等因素对置换蒸煮最终结果的影响,以及置换蒸煮黑液的特性。

慈竹模拟置换蒸煮工艺研究

研究了慈竹模拟置换蒸煮过程中预浸渍段、温充段、热充段NaOH浓度及硫化度对置换蒸煮的影响。结果表明,在慈竹模拟置换蒸煮过程中,在一定范围内NaOH浓度升高时,有利于药液向慈竹内部的渗透,利于蒸煮;温充段对脱木素的贡献大于预浸渍阶段;热充段NaOH浓度对深度脱木素影响最显著。硫化度从23%提高到44%时,利于深度脱木素,浆料卡伯值下降显著,同时得率也随之下降。当预浸渍段、温充段、热充段的NaOH浓度分别为10、15～20、30 g/L,硫化度为23%～30%时,浆料卡伯值为10.7～17.8,得率为43.1%～45.1%。置换蒸煮与普通蒸煮相比,当成浆得率相当时,置换蒸煮成浆卡伯值较低;当卡伯值相当时,置换蒸煮成浆得率较高。

基于PSO算法的PID控制器参数优化及其在置换蒸煮立锅温差控制中的应用

在介绍置换蒸煮工艺流程的基础上,对置换蒸煮控制系统的控制要点和难点进行了分析。针对蒸煮过程中蒸煮立锅顶部药液温度和底部药液温度的差值的控制问题,设计了一种基于PSO(粒子群优化)算法优化PID控制器参数的温度-流量串级控制策略。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该控制方案具有算法简单、搜索能力快、效率高等优点,能够有效地解决PID参数优化问题;实际应用结果表明,该方案非常有效。

基于递推PLS的置换蒸煮终点软测量建模研究

基于离线数据得到的卡伯值软测量模型无法随蒸煮过程变化而更新,针对这一问题,应用基于移动窗口递推的偏最小二乘法(PLS)建立了新的卡伯值软测量模型。通过对制浆过程和蒸煮终点影响因素的分析,确定了建模所需的辅助变量;利用特定大小的移动窗口中的最新数据来更新该测量模型,能够确保模型对蒸煮过程的跟踪能力。仿真结果表明,与传统的PLS模型相比,该模型可更好地预测置换蒸煮的蒸煮终点。

基于模糊自整定PID的置换蒸煮锅温差控制系统的设计

置换蒸煮过程中蒸煮锅内温度控制是一个具有严重时滞性、时变性和非线性系统,且药液在蒸煮锅内循环时易产生温度梯度,为保证锅顶部和底部药液温度均匀一致,采用常规的温差-流量串级PID控制器难以取得满意的控制效果。通过对蒸煮药液循环加热后回流至蒸煮锅顶部和底部过程机理的分析,依据串级控制、模糊控制和PID控制的特点,将三者有机地结合起来提出一种模糊自整定PID串级控制系统,应用Matlab仿真比较表明,模糊自整定PID串级控制的动态响应曲线更好,超调量小,抗干扰能力强。

基于DCS的顺序控制在置换蒸煮过程中的应用

本文在对国外先进置换蒸煮工艺剖析的基础上,依据顺序控制设计法的思想,通过对一个完整单锅蒸煮过程工艺规程分析,提出了此过程中顺序控制的特点和设计方法。并用Siemens PCS7 V7.0系统的中SFC顺序功能图表进行顺序逻辑控制程序编写,通过S7-PLCSIM进行了离线仿真测试,验证了此顺序控制方案的可行性、先进性和稳定性,并能够完全满足其工艺规程。

置换蒸煮实验装置的设计

介绍了所设计的置换蒸煮实验装置的基本原理、系统构成及特点,本设计解决了以往置换蒸煮实验装置易堵塞、加热不均匀、取样难等问题。

置换蒸煮过程H-因子在线计算方法研究与实现

针对置换蒸煮终点难以在线判断这一难题,在与传统判别方法分析比较的基础上,结合蒸煮有效温度处理机制,提出了分阶段计算H-因子的在线计算方法。避免了因为仪表故障引起的错误动作,减少了H-因子的计算误差。以STEP7和WinCC为软件开发平台,开发了H-因子在线计算方法的西门子PLC软件,并完成了硬件配置和程序编写,实现了置换蒸煮终点的有效预测。

置换蒸煮锅温度测量方法的改进及锅内温差控制

针对置换蒸煮锅温差难以消除这一难题,在传统蒸煮锅温度测量的基础上,提出一种新的温度测量方法,并将神经网络控制、PID串级控制和解耦控制有机地结合起来,提出一种神经网络PID串级解耦控制系统。解决了蒸煮锅温度控制时滞性、时变性和非线性等问题,应用Matlab仿真比较表明,该控制系统具有更好的动态性能和鲁棒性,其控制效果明显优于常规PID串级控制系统。

改良置换蒸煮麦草浆少氯及无氯漂白的研究

本论文对改良置换蒸煮麦草浆进行了高白度的少氯及无氯漂白程序的研究,为实现草浆少氯及无氯漂白提供参考。

溶解浆置换蒸煮系统控制策略研究

置换蒸煮是一种新型节能、环保的溶解浆间歇蒸煮方式,蒸煮质量更好。通过分析溶解浆置换蒸煮不同工艺过程的控制策略,针对蒸煮锅锅内温差时滞性、实时性等特点,设计了DMC-PID串级控制器。通过Matalab仿真结果表明,DMC-PID串级控制器在超调量、动态响应方面控制效果更好,同时也具有较好的抗干扰。

草浆置换蒸煮的研究

为了解决我国草浆蒸煮中存在的关键问题——蒸煮不匀和过煮,如何从草料特性出发,将草浆蒸煮机理与我国草浆蒸煮的丰富经验和国外木浆RDH、冷喷放等新技术结合起来,并形成我国草浆蒸煮的新工艺——草浆置换蒸煮。本文对这一新技术的小试和中试研究结果进行了介绍。

麦草置换蒸煮的小试研究

对麦草进行了两种置换蒸煮方式的小试研究，即 RDH蒸煮和改良置换蒸煮的研究。研究结果表明，对麦草进行置换蒸煮，可以得到白度高、强度好、硬度低、能耗低的深度脱木素纸浆，这为提高成浆质量及减少漂白污染创造了良好的条件。

慈竹DDS置换蒸煮工艺研究

对慈竹DDS置换蒸煮进行了研究,并采用Design-Expert软件对结果进行了分析.结果表明,热充段用碱量、硫化度、最高蒸煮温度和保温时间等对卡伯值、细浆得率和白度影响明显;热充段用碱量对黏度影响明显.对比DDS置换蒸煮与传统硫酸盐法蒸煮,慈竹DDS置换蒸煮成浆卡伯值低、得率高、且用碱量低.SEM-EDS结果表明,慈竹DDS置换蒸煮的纸浆纤维表面O/C比普通硫酸盐法蒸煮高,这说明DDS置换蒸煮后纤维表面木素含量少.

桉木DDS置换蒸煮的生产工艺及经验

介绍了桉木置换蒸煮(DDS)系统的生产工艺技术及相关经验。生产实践表明,DDS置换蒸煮系统对桉木原料的制浆是非常成功的。在生产过程中,通过对最高蒸煮温度和用碱量等工艺参数的调整,优化了DDS的蒸煮工艺。与传统的蒸煮方法相比,DDS蒸煮工艺提高了制浆产量、降低了综合能耗、改善了成浆质量。

芦苇碱法置换蒸煮纸浆的特性及ECF和TCF漂白

研究了芦苇碱法置换蒸煮纸浆的打浆和强度特性,同时研究了芦苇碱法置换蒸煮浆的无元素氯(ECF)和全无氯(TCF)漂白。结果表明:置换蒸煮苇浆较常规碱法浆更难打浆,但成纸强度较高。芦苇碱法置换蒸煮浆经QOPAPOP和QOPDP漂白程序漂白后,白度分别可达77.0%ISO和85.0%ISO。

基于数据驱动的置换蒸煮卡伯值在线预测

针对置换蒸煮过程中卡伯值难以在线检测、引起操作延时、导致纸浆品质下降和能耗增大的问题,研究了基于数据驱动的置换蒸煮卡伯值在线预测方法。在分析置换蒸煮过程特点的基础上,提出了基于数据驱动的置换蒸煮卡伯值在线预测框架,给出了模式匹配的优化算法,设计了基于数据驱动的卡伯值在线预测模型。仿真结果和实际生产应用证明了该方法的有效性。