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石煤提钒行业工艺先进性评价研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景及选题依据

1.2 含钒石煤资源状况

1.2.1 钒及钒资源

1.2.2 钒在石煤中的赋存形态

1.3 石煤提钒行业及其生产工艺发展现状

1.3.1 石煤提钒行业现行发展状况

1.3.2 石煤提钒国家相关政策管理要求现状

1.3.3 石煤提钒主要生产工艺发展现状

1.3.4 石煤提钒行业污染防治现状

1.3.5 石煤提钒行业存在问题

1.4 石煤提钒工艺先进性评价现状

1.4.1 评价指标体系研究现状

1.4.2 评价方法研究现状

1.5 本论文的研究目的、意义和研究内容

第2章 石煤提钒行业生产工艺及污染防治现状

2.1 现状调研的思路及实施

2.2 现场调研企业概况

2.3 石煤提钒行业典型工艺

2.4 石煤提钒工艺环境污染及防治措施

2.4.1 石煤提钒工艺排污节点、排污方式及特征污染物

2.4.2 石煤提钒工艺污染防治现状

2.5 石煤提钒行业及工艺存在的问题

2.6 本章小结

第3章 石煤提钒行业生产工艺先进性评价指标体系研究

3.1 评价指标体系构建

3.1.1 评价指标体系构建的特征与原则

3.1.2 评价指标层次结构的确立

3.1.3 构建评价指标体系

3.2 指标体系标准的确定

3.2.1 制定标准的基本原则

3.2.2 标准等级的确定

3.2.3 标准值编制方法及依据

3.2.4 指标具体标准值确定方法

3.3 本章小结

第4章 数据采集及指标体系合理性验证

4.1 数据采集体系设计

4.1.1 现场数据采集方案

4.1.3 数据采集指标设计

4.1.3 数据采集现场设计

4.2 现场数据采集

4.2.1 水浸工艺数据采集

4.2.2 弱酸浸工艺数据采集

4.2.3 强酸浸工艺数据采集方案

4.3 现场数据采集结果汇总

4.4 指标体系合理性验证

4.4.1 验证方法的选取

4.4.2 实例验证

4.5 本章小结

第5章 石煤提钒工艺先进性评价方法应用研究

5.1 基于遗传算法的支持向量机参数优化方法

5.1.1 SVM类型及需优化的参数

5.1.2 GA-SVM方法的适应性分析

5.2 基于GA-SVM的石煤提钒工艺先进性评价方法

5.2.1 GA-SVM方法的基本思路

5.2.2 建立基于SVM的多分类器系统

5.2.3 GA优化SVM参数过程

5.3 石煤提钒工艺先进性评价方法的训练与评价应用

5.3.1 数据预处理

5.3.2 GA-SVM方法相关参数的确定

5.3.3 GA-SVM方法的验证测试

5.4 GA-SVM与其它机器学习方法的比较

5.4.1 基于网格搜索法的SVM构建与应用

5.4.2 神经网络的构建与应用

5.5 石煤提钒行业先进工艺及污染防治技术政策建议

5.5.1 技术体系

5.5.2 政策制定

5.5.3 环境立法方面

5.6 本章小结

第6章 结论

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 研究展望

6.4 结束语

致谢

附录A 攻读学位期间的研究成果及参与的科研项目

附录B 专家调查问卷

附录C GA-SVM基本命令

附录D 原始数据及预处理后数据

参考文献

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摘要

石煤是我国一种重要的优势含钒资源,在我国储量丰富,从石煤中提取钒是获得V2O5的重要途径。随着石煤提钒行业的发展,先进提钒工艺技术越来越受到高度重视。但是由于缺乏提钒行业评估准则及系统的评估体系,难以对各种提钒工艺及污染防治技术进行最优筛选,无法实现对提钒行业切实可行的监督管理。造成目前国内提钒行业面临资源利用率低,工艺及设备配置参差不齐,以及提钒技术落后、环境污染等问题。因此,为促进石煤提钒行业的有序发展,提升提钒企业的技术管理水平,亟须制定和实施一套科学、合理、有效的生产工艺先进性的评价体系、标准和方法,对石煤提钒行业的整体生产工艺技术进行综合评估,对于促进我国钒资源开发利用的良性发展,有重要的理论和现实意义。
  本研究利用数据挖掘技术,对基于小样本的石煤提钒行业工艺先进性评价问题进行研究。通过对石煤提钒行业先进工艺及污染治理现有技术的调研分析,构建了提钒行业生产工艺评价路线,制定了生产评价指标体系及标准,并采用数据挖掘技术中的模糊数学法对指标体系及标准的合理性进行了验证。此外,本研究还借助遗传算法对支持向量机模型参数进行了优化,充分利用支持向量机良好的学习性能和潜在的应用价值,并将其成功应用于石煤提钒工艺先进性评价体系。上述研究在我国石煤提钒行业领域尚属首次,为推动建立完整的石煤提钒行业工艺先进性评价体系提供了相关理论支持。
  论文的主要成果如下:
  1.对石煤提钒行业生产工艺及污染防治现状进行了系统的分析与总结。在调研基础上系统总结出当前国内石煤提钒行业工艺技术现状、排污节点、特征污染物、污染防治现状,以及工艺技术和污染防治中存在的问题,为先进工艺的评价奠定了基础。
  2.首次在我国建立了石煤提钒工艺先进性评价指标体系及标准值。基于生命周期系统评价方法,以易操作性、特殊性和兼容性为原则构建了石煤提钒行业先进生产评价指标体系及各项指标标准值;利用模糊数学综合评判法、集成赋权法,验证了所构建的石煤提钒行业先进工艺评价指标体系及其标准值的合理性。
  3.将数据挖掘技术中的支持向量机、遗传算法引入石煤提钒工艺先进性评价研究领域。根据石煤提钒工艺特点,利用遗传算法(GA)对支持向量机方法(SVM)在核函数及参数选择问题上进行了改进。通过训练样本及测试样本的评价,证明了改进后的支持向量机方法(GA-SVM)可实际应用于石煤提钒行业工艺先进性的评价过程,是一种具有较高实用价值的小样本评价方法。
  4.制定出石煤提钒行业先进工艺及污染防治技术政策建议。通过AHP/Entroy集成赋权法,分析指标参数对工艺水平影响的重要程度,制定出石煤提钒行业先进工艺及污染防治技术政策建议,为政府、环保部门制定政策及准入条件提供了借鉴。

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