JP7202501B1 - 運転支援装置、運転支援方法および運転支援プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2019-19408号公報
[化学式1]
2Cl-→Cl2+2e-
[化学式2]
2H2O+2e-→H2+2OH-
[項目1]
電解槽におけるイオン交換膜の性能低下速度を推定する推定部を備え、
上記推定部は、上記イオン交換膜の断面方向の位置と、上記イオン交換膜に蓄積する一つ以上の不純物の濃度との関係に基づいて、上記性能低下速度を推定する、
運転支援装置。
Claims (26)
- 電解槽におけるイオン交換膜に蓄積する一つ以上の不純物を構成する一つ以上の元素の蓄積速度の実績値または蓄積量の実績値に基づいて、前記一つ以上の不純物の種類を推定し、推定した前記一つ以上の種類の前記不純物の蓄積速度または蓄積量に基づいて、前記イオン交換膜の性能低下速度を推定する推定部を備える、運転支援装置。
- 前記推定部は、前記イオン交換膜の断面方向における位置と、前記イオン交換膜に蓄積する前記不純物の濃度との関係に基づいて、前記性能低下速度を推定する、請求項1に記載の運転支援装置。
- 前記推定部は、前記位置と前記不純物の濃度との前記関係に基づいて、前記断面方向における前記不純物の濃度プロファイルを推定し、推定した前記濃度プロファイルに基づいて前記性能低下速度を推定する、請求項2に記載の運転支援装置。
- 前記電解槽は、前記イオン交換膜により仕切られた陽極室および陰極室を有し、
前記陽極室にはアルカリ金属の塩化物の水溶液が導入され、前記陰極室からはアルカリ金属の水酸化物の水溶液が導出され、
前記推定部は、前記アルカリ金属の塩化物の水溶液のpHおよび前記アルカリ金属の水酸化物の水溶液のpHの少なくとも一方に基づいて、前記断面方向における前記不純物の前記濃度プロファイルを推定する、
請求項3に記載の運転支援装置。 - 前記推定部は、前記アルカリ金属の塩化物の水溶液における前記不純物の濃度データに基づいて、前記性能低下速度を推定する、請求項4に記載の運転支援装置。
- 前記推定部は、推定した前記濃度プロファイルがピークを示す前記位置に基づいて、前記性能低下速度を推定する、請求項3から5のいずれか一項に記載の運転支援装置。
- 前記推定部は、前記性能低下速度に基づいて、前記電解槽が一の運転条件で運転された場合における生産パラメータであって、前記電解槽により生産される生産物に関する生産パラメータを推定する、請求項1から5のいずれか一項に記載の運転支援装置。
- 前記元素の蓄積速度の前記実績値は、前記イオン交換膜の実解析データである、請求項1から5のいずれか一項に記載の運転支援装置。
- 前記推定部は、前記電解槽の運転条件の実績値に基づいて、前記性能低下速度を推定する、請求項1から5のいずれか一項に記載の運転支援装置。
- 前記推定部は、前記イオン交換膜に蓄積する前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と、前記性能低下速度との関係に基づいて、前記性能低下速度を推定する、請求項1から5のいずれか一項に記載の運転支援装置。
- 性能低下予測モデルを生成する性能低下学習部をさらに備え、
前記性能低下予測モデルは、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と、前記性能低下速度との前記関係を機械学習することにより、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と前記性能低下速度との関係に基づく、前記イオン交換膜の性能低下速度の予測量を出力する、
請求項10に記載の運転支援装置。 - 前記性能低下予測モデルは、前記電解槽の運転条件、および、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と、前記性能低下速度との関係を機械学習することにより、前記電解槽の運転条件、および、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と、前記性能低下速度との関係に基づく前記性能低下速度の予測量を、複数の前記運転条件のそれぞれごとに出力する、請求項11に記載の運転支援装置。
- 複数の前記性能低下学習部を備え、
複数の前記性能低下学習部のそれぞれは、複数の前記イオン交換膜の種類のそれぞれごとに、前記性能低下予測モデルを生成する、
請求項11に記載の運転支援装置。 - 前記性能低下予測モデルは、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と、前記電解槽により生産される生産物に関する生産パラメータとに基づいて、前記生産パラメータを満たす、前記電解槽の運転条件を推定する、請求項11に記載の運転支援装置。
- 前記性能低下予測モデルは、前記生産パラメータを満たす前記運転条件が存在しない場合、前記イオン交換膜の性能の回復時期および前記イオン交換膜の交換時期の少なくとも一方を推定する、請求項14に記載の運転支援装置。
- 前記電解槽が一の運転条件で運転されている場合における、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量に基づいて、前記推定部により推定された前記一つ以上の種類の前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量を補正する補正部と、
をさらに備える請求項1から5のいずれか一項に記載の運転支援装置。 - 前記推定部は、前記一つ以上の種類の前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量を第1周期で推定し、
前記取得部は、前記不純物の蓄積速度または前記蓄積量を、前記第1周期よりも短い第2周期で取得する、
請求項16に記載の運転支援装置。 - 前記不純物は、バリウム、カルシウム、ストロンチウム、ヨウ素、シリコン、アルミニウム、ニッケル、マグネシウム、鉄、チタンおよびリンの少なくとも一つである、請求項1から5のいずれか一項に記載の運転支援装置。
- 推定部が、電解槽におけるイオン交換膜に蓄積する一つ以上の不純物を構成する一つ以上の元素の蓄積速度の実績値または蓄積量の実績値に基づいて、前記一つ以上の不純物の種類を推定し、推定した前記一つ以上の種類の前記不純物の蓄積速度または蓄積量に基づいて、前記イオン交換膜の性能低下速度を推定する第1推定ステップを備える、運転支援方法。
- 前記第1推定ステップは、前記推定部が、前記イオン交換膜の断面方向の位置と、前記イオン交換膜に蓄積する前記不純物の濃度との関係に基づいて、前記性能低下速度を推定するステップである、請求項19に記載の運転支援方法。
- 前記推定部が、前記第1推定ステップにおいて推定された前記性能低下速度に基づいて、前記電解槽が一の運転条件で運転された場合における生産パラメータであって、前記電解槽により生産される生産物に関する生産パラメータを推定する第2推定ステップをさらに備える、請求項19または20に記載の運転支援方法。
- 前記第1推定ステップは、前記推定部が、前記イオン交換膜に蓄積する前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と、前記性能低下速度との関係に基づいて、前記性能低下速度を推定するステップである、請求項19または20に記載の運転支援方法。
- 前記第1推定ステップは、性能低下学習部が性能低下予測モデルを生成する性能低下学習ステップを含み、
前記性能低下予測モデルは、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と、前記性能低下速度との前記関係を機械学習することにより、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と、前記性能低下速度との関係に基づく、前記イオン交換膜の性能低下速度の予測量を出力する、
請求項22に記載の運転支援方法。 - 前記第1推定ステップは、前記性能低下予測モデルが、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量と、前記電解槽により生産される生産物に関する生産パラメータとに基づいて、前記生産パラメータを満たす、前記電解槽の運転条件を推定する運転条件推定ステップをさらに含む、請求項23に記載の運転支援方法。
- 取得部が、前記電解槽が一の運転条件で運転されている場合における、前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量を取得する取得ステップと、
補正部が、前記取得ステップにおいて取得された前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量に基づいて、前記第1推定ステップにおいて推定された前記一つ以上の種類の前記不純物の前記蓄積速度または前記蓄積量を補正する補正ステップと、
をさらに備える請求項19または20に記載の運転支援方法。 - コンピュータを、請求項1から5のいずれか一項に記載の運転支援装置として機能させるための運転支援プログラム。
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