基于CPS框架的烟气脱硫过程智能优化控制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61873006
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0310.人工智能驱动的自动化
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In the wet flue gas desulfurization method, SO2 is absorbed by the chemical reaction of limestone slurry and flue gas in the absorber, and the by-product gypsum is also obtained. This method not only reduces SO2 emission effectively, but also brings considerable economic benefit to the enterprise. At present, it has become an important means to save energy and reduce emission. The traditional wet flue gas desulfurization system usually focuses on the pH value adjustment and the desulfurization rate improvement, but the problems such as high cost and serious energy waste are neglected in the process of wet flue gas desulfurization. This project comprehensively understands the wet flue gas desulfurization background and process principle. Based on data driven mechanism, the influence of pH value and desulfurization rate by process parameters are analyzed in detail, and mathematical models about pH and desulfurization rate are established. In order to enhance capacity of energy saving and emission reduction of enterprise, and to realize production intelligence, the concept of CPS (Cyber-physical system) is combined with the characteristics of wet flue gas desulfurization system, and a CPS based wet flue gas desulfurization framework is proposed. Data acquisition, communication and integration analysis are realized under the different working conditions. Considering the process of equipment management and quality management, the intelligent optimization controller with the whole process integration is designed, and the intelligent optimization service platform of the wet flue gas desulfurization process based on CPS is formed.
湿法烟气脱硫方法通过石灰石浆液与烟气在吸收塔内的化学反应吸收SO2,并获得石膏等副产品。该方法不但有效降低了SO2排放,还给企业带来了可观的经济效益,目前已经成为企业节能减排的重要手段。传统湿法烟气脱硫系统往往注重吸收过程中浆液pH值的调节和脱硫率的提高,忽略了生产过程成本消耗大、能源浪费严重等问题。本项目全面了解湿法烟气脱硫的背景和工艺原理,详细分析湿法烟气脱硫过程中各工艺参数的变化规律及其对pH值和脱硫率的影响,在大量数据驱动的基础上,构建pH值和脱硫率数学模型。为提升企业节能减排能力,并进一步实现生产智能化,将物理信息系统(CPS)概念与湿法烟气脱硫控制系统特点相结合,提出基于CPS的湿法烟气脱硫系统架构。针对不同工况条件,实现数据的采集、通讯和集成分析,统一考虑设备管理、质量管理过程,设计具有全流程一体化的智能优化控制器,形成基于CPS的湿法烟气脱硫全流程智能优化服务平台。

结项摘要

湿法烟气脱硫是目前应用最多、技术最为成熟的一种烟气脱硫处理工艺,但该系统存在脱硫效果差、生产成本高、智能化水平低等问题,严重制约了该领域节能减排、降本增效目标的实现。本项目从多变量、多工况的复杂动态系统角度,综合运用人工智能、自适应控制、优化控制、信息物理系统等多种基础理论和方法,通过对系统深入的理论和实验研究,取得了如下研究成果:(1)提出了智能湿法烟气脱硫系统数据清洗方法;(2)提出了基于数据的湿法脱硫系统关键变量建模方法;(3)设计了湿法烟气脱硫系统预测控制器;(4)提出了针对多目标的全流程优化控制方案;(5)给出了湿法烟气脱硫系统信息物理系统框架。该研究为推动湿法烟气脱硫系统的智能优化和信息物理系统构建奠定了理论基础。项目开展期间,发表期刊论文共27篇(SCI检索23篇),会议论文共12篇,申请发明专利2项,培养硕士研究生7名,博士研究生2名。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(12)
专利数量(2)
A KPI-Based Soft Sensor Development Approach Incorporating Infrequent, Variable Time Delayed Measurements
基于 KPI 的软传感器开发方法,结合了不频繁、可变延时测量
  • DOI:
    10.1109/tcst.2019.2929478
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Control Systems and Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhanping You;Yue Zhang;Yuri A.W. Shardt;Xiaoli Li;Jiarui Cui;Chaonan Tong
  • 通讯作者:
    Chaonan Tong
Toward Deep Adaptive Hinging Hyperplanes
迈向深度自适应铰接超平面
  • DOI:
    10.1109/tnnls.2021.3079113
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Qinghua Tao;Jun Xu;Zhen Li;Na Xie;Shuning Wang;Xiaoli Li;Johan A. K. Suykens
  • 通讯作者:
    Johan A. K. Suykens
Atmospheric PM2.5 Prediction Based on Multiple Model Adaptive Unscented Kalman Filter
基于多模型自适应无味卡尔曼滤波器的大气PM2.5预测
  • DOI:
    10.3390/atmos12050607
  • 发表时间:
    2021-05-01
  • 期刊:
    ATMOSPHERE
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Li, Jihan;Li, Xiaoli;Cui, Guimei
  • 通讯作者:
    Cui, Guimei
基于全局与滑动窗口结合的Attention机制的非侵入式负荷分解算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电测与仪表
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董哲;陈玉梁;薛同来;邵若琦
  • 通讯作者:
    邵若琦
A Strength Pareto Evolutionary Algorithm Based on Adaptive Reference Points for Solving Irregular fronts
一种基于自适应参考点的求解不规则前沿的强度Pareto进化算法
  • DOI:
    10.1016/j.ins.2023.01.073
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
    Information Sciences
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Xin Li;Xiaoli Li;Kang Wang;Shengxiang Yang
  • 通讯作者:
    Shengxiang Yang

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其他文献

基于多模型方法的自适应卡尔曼滤波
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    --
  • 发表时间:
    2013
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    尹怡欣
水箱液位系统多模型控制方法
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    李晓理;石陇辉;丁大伟
  • 通讯作者:
    丁大伟

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李晓理的其他基金

面向供需匹配的低碳社区集中供冷系统智慧运行研究及应用
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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