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热解气焦油微波裂解脱除实验装置开发及工艺参数寻优

热解气焦油微波裂解脱除实验装置开发及工艺参数寻优

作     者:陈宇 

作者单位:湖州师范学院 

学位级别:硕士

导师姓名:彭黄湖

授予年度:2022年

学科分类:083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程(可授工学、理学、农学学位)] 08[工学] 

主      题:热解气 焦油 回归模型 参数寻优 电磁场仿真 

摘      要:热解是处理有机固废的先进技术,但在热解过程中产生的热解气进入后续单元时会冷凝生成大量焦油,极易导致管道的堵塞,为了获得洁净的可燃气,需对热解气中的焦油进行脱除。常规焦油脱除方法不仅浪费了热解气的热量,又产生含油污水需要处理,故直接对热解气进行裂解净化是最佳选择。微波辅助热解是一种新兴的生物质焦油脱除技术,因此,本课题开发了一套微波裂解脱除热解气焦油装置,并重点研究其最优工艺参数。本课题以二甲苯作为热解气焦油的模型化合物对其进行脱除研究,首先基于经典微波理论与波导理论,确定微波谐振腔尺寸。通过HFSS电磁仿真软件,确定微波的功率与馈口位置,开发微波裂解装置。基于装置搭建实验系统,设计实验探究焦油的热解机理与影响因素。为确立焦油裂解的最佳工艺参数与最优裂解率,将多组实验结果通过Matlab软件建立裂解率与影响因素之间的回归模型。本文选取多元线性回归、支持向量机、BP神经网络算法进行优化并建立模型,对比三种回归模型,得出BP神经网络回归模型效果最优。随后将回归模型作为粒子群算法与遗传算法的适应度函数进行寻优,对比两种算法的寻优效果,选取最优的裂解率与其相对应的工艺参数。最终通过实验验证最优工艺参数的准确性。

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