TR201808245T4 - Eğri̇ uydurma anali̇zi̇ ve veri̇mli̇li̇ği̇ni̇n opti̇mi̇zasyonuna dayali elektroli̇zörle tanilamaya yöneli̇k yöntem ve si̇stem. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş, eğri uydurma analizi ve verimliliğinin optimizasyonuna dayalı elektrolizörle tanılamaya yönelik bir yöntem ve sistem sağlamaktadır. Mevcut buluş, elektrokimyasal hücre bileşenlerinin eğri uydurma işlemi kullanılarak izlenmesi ve öngörü modelleri vasıtasıyla genel elektrolizör performansının tahmin edilmesi ile ilgilidir. Mevcut buluşta bahsedilen sistem, uygun çalışma bölgelerini, bir filtre ünitesini, akım-gerilim veri noktalarına uygulanan kullanıcı tanımlı denklemleri kullanmak suretiyle doğrusal veya doğrusal olmayan regresyonun gerçekleştirildiği bir eğri uydurma ünitesini ve eğri uyumu iyiliği analiz ünitesini seçmek amacıyla bir çıkarma ünitesi içerir. Bölgeler, başlatma bölgeleri, kapatma bölgeleri ve yük değişim bölgeleri olarak tanımlanır. Sistem ayrıca elektrolizör hücrelerinin bileşen teknolojisi ve referans değerlerine göre eğri uydurma parametrelerini sınıflandırmak için bir eğri uydurma parametreleri karakterizasyon ünitesini ve uydurma katsayılarını ve bunların karakterizasyonunu depolamak için bir karakterizasyon veritabanını da içermektedir.

Description

Tarifnamede alinti yapilan patent belgeleri Tarifnamede alinti yapilan patent harici belge ve dokümanlar K.L. HARDEE. A Simple Procedure for Evaluating Membrane electrolyzer Performance. Modern Chlor- Alkali Technology, 1995, vol. 6, Voltage-Current curves: D.BERGNER; M. HARTMANN; H. KIRSCH. Modern Chlor- Alkali Technology. vol. 4 - THOMAS A. DAVIS; J. DAVID GENDERS; DEREK PLETCHER. lon Permeable Membranes . LEVENBERG, K. A Method for the Solution of Certain Problems in Least Squares. Quart. Basvuru - MARQUARDT, D. An Algorithm for Least Squares Estimation of Nonlinear Parameters. SIAM J.

Avrupa Patent Ofisi EP 1 910 588 B1 AVRUPA PATENT TARIFNAMESI (45) Patenlin yayim tarihi ve iblag yazisi: (51) Uluslararasi siniflar: . (86) Uluslararasi basvuru numarasi: (87) Uluslararasi yayin numarasi: 2006/51 n0.Iu Gazete) (54) EGRI UYpu_RMA ANALIZI VE__ VEiRIMlTILIGININ _OPTIMIZASYONUNA DAYALI ELEKTROLIZORLE TANILAMAYA YONELIK YONTEM VE SISTEM (84) Ilgili Akit Devletler: (56) Alinti yapilan referanslar: ssRGgsi-IEUsiiEsfiî .lp-RL' "T "U LV MC NL PL - PROUT N.M. AND MOOREHOUSE J.S.: Chapter 15', vol. 4, 1990, ELSEVIER, NY KIRSCH H.: 'Voltage-current curves: 23007101 g::: girjiltien a" ve i CURRY R.W.: 'Modern Chlor-Alkali Technology, Chapter 23', 1995, THE ROYAL CHEMICAL SOCIETY, (73) Hak sa'hlblî ReCherChe 2000 Inc. *A simple procedure for evaluating Montreal QC HZY membrane electrolyzer performance', (72) Bulus Sahipleri: - MOTULSKY H.J. THE GRAPHPAD TREMBLAY, Gilles GUIDE TO NONLINEAR REGRESSION, Montreal, Québec H2Y 1yg (CA) GRAPHPAD SOFTWARE INC., SAN Montreal, Quebec "'23 "X7 (CA) VEILLETTE Michel . Sêfmno de Montarville, Quebec J3V 3K2 *Parameter estimation of a proton- ( ) exchange membrane fuel cell using . ._ _ . voltage current data, CHEMICAL g la Baume 75008 Paris (FR) 0 Not: Herhangi bir kisi, Avrupa patentinin verildigini bildiren iblag yazisinin Avrupa Patent Bülteninde GI yayimlanmasindan itibaren dokuz ay içinde söz konusu patente itiraz için, Uygulama Yönetmeliklerine F uygun olarak Avrupa Patent Ofisine basvurabilir Itiraz, harci ödeninceye kadar tevdi edilmis olarak D. kabul edilmeyecektir. (Avrupa Patent Anlasmasi Madde 99(1)).

Jouve tarafindan basilmistir, EGRI UYDURMA ANALIZI VE VERIMLILIGININ OPTIMIZASYONUNA DAYALI ELEKTROLIZÖRLE TANILAMAYA YÖNELIK YÖNTEM VE TARFNAME Bulusun Alani Mevcut bulus, endüstriyel ölçekli bir proseste (KIor-Alkali, Klorat üretim tesisleri ve Yakit hücreleri) kullanilan elektrokimyasal hücrelerin performansinin karakterize edilmesine iliskin bir yöntem ve sistem ile ilgilidir. Daha da özel olarak, dogrusal olmayan polarizasyon egrileri kullanilarak elektrokimyasal hücre bilesenlerinin teshisi ile ilgilidir.

Bulusun arka plani Elektrolizör, bir elektroliz reaksiyonunun gerçeklestigi bir aparat olarak tanimlanmaktadir. Elektrolizörler kimyasal bir bilesigi elementlerine ayristirma veya bir elektrik akiminin etkisi ile yeni bir bilesik üreten elektroliz reaksiyonlari gerçeklestirme prosesidir. Temel olarak, bir elektrolizör iki elektrottan ve membran adi verilen bir ayiricidan olusur.

KIor-alkali endüstrisinde, primer elektroliz ürünleri Klor, Hidrojen ve Sodyum Hidroksit çözeltisidir (yaygin olarak "kostik soda" veya sadece prosesi kullanilmaktadir: membran, diyafram ve civa. Artan çevresel kaygilar nedeniyle, sözü edilen son proseslerin yerini membran elektroliz prosesi almaktadir. Klorat endüstrisinde, Sodyum Klorat veya Sodyum Hipoklorür, elektroliz hücresinde ayirici olmadan elektrotüremeli klordan ve kostikten üretilir. Hidrojenin üretilmesi için suyun elektrolize edildigi yakit hücreleri de mevcut bulusun arka planinda yer almaktadir.

Teknigin bilinen durumu olarak tanimlanan SEKIL 1 KIor-alkali endüstrisinde kullanilan tipik bir membran hücresinin sematik temsilidir.

Hücre iki bölmeden olusur. Anot bölmesi doygun tuzlu su çözeltisi (NaCI) ile doldurulurken, katot bölmesinden seyreltik kostik soda geçer.

KIor-alkali tesislerinde, Klor, kaplanmis (genellikle Ti) anot 2'de üretilir.

Selektif membran (1) boyunca tasinan Sodyum iyonlari ile Hidroksit iyonlari kombinasyonu kostik soda (NaOH) ve Hidrojen gazi üretir.

Katot (3) genellikle asiri Hz gelisimi potansiyelini azaltmak için katalitik bir kaplamaya sahip Nikeldir. Komple Klor-alkali prosesi asagidaki denklem ile açiklanir: 2 NaCI+2H20-›CI2+H2+2 NaOH Yaygin olarak günümüz Klor-alkali üretim tesislerinde, elektrolizör, temel membran hücrelerinin bir kombinasyonu olarak tanimlanir.

Elektroliz prosesi akim uygulandiktan sonra her bir hücrenin içinde gerçeklesir. Bu nedenle, elektrolizörün enerji tüketimi proseste önemli bir rol oynar. Elektrolizörün genel performansi esasen her bir hücre verimi ile ilgilidir. Hücredeki gerilim degisimlerinin, genellikle hücre bilesenleri içindeki fiziksel degisikliklerin bir sonucu oldugu bulus konusu teknikte iyi bilinmektedir. Hücre gerilim degisimi, anot, katot, membran ve elektrik baglantilari seklindeki bilesenleri arasinda dagitilir.

Hücre geriliminde anormal bir azalma ya da artisin, genellikle potansiyel sorunlara öncülük ettigi kabul edilmektedir ("A First Course in Electrode Processes", Derek Pletcher, 1991, sayfa 6).

Bulus konusu teknikte ayrica, K.L. Hardee'nin Modern Klor-Alkali Teknolojisiyle alakali "A Simple Procedure for Evaluating Membrane electrolyzer Performance" V.6 s. 234 1995 baslikli makalesi de bilinmektedir. Yazar, bir elementer hücreyi teshis etmek için egri uydurma parametrelerinin kullanilmasini önermektedir. Bu yayinin odak noktasi, uydurma parametrelerinin çikarilmasi ve bunlarin hücre parçalarini karakterize etmek amaciyla kullanilmasiydi ve polarizasyon egrilerinin kalitesi konusunu kapsamiyordu. Ek olarak, yazar, elektrolizörün hangi parçasinin arizalandigini teshis etmek için uydurma parametrelerinin zaman içerisindeki gelisiminin incelenme olasiligini dikkate almamisti.

Yukarida belirtilen çalisma ve bilinen diger yayinlara uygun olarak ("Voltage-Current curves: Appli- cation to membrane cells", D.Bergner, M. Hartmann and H. Kirsch, Modern Chlor-Alkali Technology Cilt 4, Böl. ) her bir elementer hücre gerilimi, bir form denklemi ile yaklasik olarak degerlendirilebilir: Uhümz Hücre Gerilimi UO: kesisim S: logaritmik egim R: Dogrusal egim CD: Akim Yogunlugu Böylece, elektrotlarin bir Tafel davranisini izledigini, yani kütle tasinimiyla sinirli olmadigini ve diger gerilimlerin omik dirençlerden kaynaklandigini varsaydiktan sonra, her terimi asagidaki gibi detaylandirabiliriz: Uo :AG+AC+E0+EC Bu formülde: Ea: Anot Dengesi Potansiyeli BC: Anot Tafel egimi AC: Degisim akimi yogunlugunun Anot Kaydi EC: Anot Dengesi Potansiyeli Re: Elektrolit direnci Rm: Membran direnci Rs: Yapi/kontak direnci l: Akim Yogunlugu Mevcut bulus kapsaminda önerilen (SR, UO) katsayilari degerlendirme yöntemi, nihayetinde, hücrenin membran (Rm), elektrotlar (S,U0), elektrolit veya hücre yapisi (R) olmak üzere hangi kisminin basarisiz olduguna dair açik bir fikir verecektir.

DE10217694 sayili patent basvurusunda Schetter Thomas, farkli yükleme kosullari altinda çalisirken bir yakit hücresinin gerilim-akim karakteristik egrisinin dinamik tayinine yönelik bir yöntemi tarif etmektedir. Bu belgede, gerilim-akim dogrusal egri uydurma parametrelerinin çikarilmasi problemi ele alinmasina ragmen, bu parametreleri endüstriyel ölçekte analiz etmek ve bunlari hücre performansi ile iliskilendirmek için yararli bir yöntem açiklanmamaktadir.

Endüstriyel elektroliz proseslerinde, hücre performansi ve proses akim verimi ile dogrudan ilgili olan enerji tüketimine göz ardi edilemez ölçüde önem verilmektedir. Hücre performansini etkileyen en önemli konular sunlardir: iki ürünün (CI2, NaOH) akim verimi, safligi, membran direnci ve ömrü ile son olarak elektrotlarin aktivitesi (kaplama). Membran direnci ve elektrotlarin aktivitesi, mevcut bulusta tarif edilen egri uydurma yöntemi ile karakterize edilerek degerlendirilebilmekle birlikte, ürünlerin akim veriminin ve optimizasyonunun teshisi daha karmasik bir konudur.

Enerji tüketiminin akim verimi ile asagidaki gibi orantili oldugu bulus konusu teknikte iyi bilinmektedir ("A First course in Electrode Processes", Derek Pletcher): Denklem 2 n: Elektrolizördeki hücre sayisi F: Faraday sabiti E hücre: Hücre Gerilimi o: Fraksiyonel akim verimi M: Ürünün kg cinsinden moleküler agirligi.

Bilinen çalismalara göre, akim verimindeki kaybin baslica nedeni, Hidroksit iyonlarinin katolitten anolite katyon degisim membranindan geçerek geriye tasinmasi ve ayrica membran iletkenligidir. Hidroksit iyonlarinin geriye tasinmasi esasen Sodyum Hidroksit (NaOH) direncine baglidir. Membran iletkenligindeki artis, elektrolit sicakligindaki degisimden kaynaklanir.

Howard L. Yeager ve Adam A. Gronowski, "Factors which influence the Permselectivity of High Performance Chlor-Alkali Membranes" adli çalismada laboratuvar ortaminda bir NafionTIVI çift katmanli hücre için sodyum hidroksit konsantrasyonunun akim verimi üzerindeki etkisini ana hatlariyla belirtmektedir. Bu çalisma, iki parametre arasindaki karmasik teorik iliskiyi ortaya koymaktadir.

Thomas A. Davis, J. David Genders, Derek Pletcher "lon Permeable Membranes” adli çalismada ayrica bir NafionT'V' membran hücresi için membran iletkenligi, tuzlu su safsizliklari ve akim verimi arasindaki iliskiyi de göstermektedir.

Yukarida sözü edilen tüm çalismalar, akim-gerilim egrisi karakteristiginin çikarilmasinin kolay oldugu laboratuvar kontrollü bir ortamda gerçeklestirilirken, gerçek bir isletme tesisinde ölçümler kontrol problemleri nedeniyle genellikle güvenilir degildir. Dolayisiyla, mevcut bulusun bir uygulama seklinin amaci, akim verimi ile Sodyum Hidroksit ve katolit sicakligi gibi operasyonel ölçümler arasindaki iliskinin çevrimiçi üretilmesidir.

Bulusun Özeti Mevcut bulusun bir uygulama sekli, periyodik olarak ölçülen ve bir veritabaninda depolanan, akim-gerilim verilerine egri uydurma islemi uygulanarak her bir elementer hücrenin karakterizasyonuna iliskin bir yöntem ile ilgilidir. Olusturulan uydurma parametreleri, hücrenin hangi kisminin islem hatasi, performans kaybi veya erken yaslanma kaynagi olduguna dikkat çeken göstergeler olarak kullanilir. Mevcut bulus kapsaminda, bir hücre, bir referans hücresi veya bilinen bir yaslanma standardi ile uydurma parametrelerini karsilastirmak suretiyle anormal veya basarisiz olarak vurgulanir.

Mevcut bulusa göre, istem 1'de en az bir elektrolizör elemani performansinin izlenmesine iliskin bir yöntem saglanmaktadir. Mevcut bulusa göre, ayrica istem 6'da tanimlandigi gibi akim-gerilim egrisinin uyumlu hale getirilmesi yoluyla çok sayida elektrolizör elemaninin karakterize edilerek izlenmesine iliskin bir sistem de saglanmaktadir. Çizimlere iliskin Kisa Açiklama SEKIL 1 (Teknigin bilinen durumu) Klor-Alkali prosesinde kullanilan bir membran hücresinin tipik bir diyagramini temsil etmektedir.

SEKIL 2'de, uydurma katsayilari teshis edilerek temel membran hücre analizinin yapisi gösterilmektedir.

SEKIL 3, bir elektrolizör akimindaki tipik bir baslatma bölgesidir.

SEKIL 4, bir elektrolizör akimindaki tipik bir kapatma bölgesidir.

SEKIL 5, elektrolizördeki tipik bir yük degistirme bölgesidir.

SEKIL 6'de, istatistiklerle dogrusal olmayan egri uydurma islemi gösterilmektedir (güven sinirlari).

SEKIL 7'de, çalisma araliklari temelinde uydurma katsayilarinin siniflandirmasina iliskin bir örnek gösterilmektedir.

SEKIL 8'de, bir referans hücre temelinde uydurma katsayilarinin siniflandirmasina iliskin bir örnek gösterilmektedir.

SEKIL 9 elektrolizör verimliligi optimizasyon prosedürüne iliskin bir akis diyagramidir Tercih Edilen ifadenin Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun temel amaci, elektrolizör performansini izlemek, karakterize etmek ve optimize etmek için bir sistem saglamaktir. Tipik olarak Klor- Alkali endüstrisinde, bir elektrolizör, temel elektrokimyasal hücrelerin bir kombinasyonu olarak tanimlanir. Elementer hücre, ayni akim besleyiciye bagli ve bir membran ile ayrilan en küçük anot ve katot grubu olarak tanimlanir. Anotlarin, katotlarin ve membranin baglanma sekli, kullanilan teknolojiye göre farklilik gösterir. Mevcut bulusa göre, teshis edilen elektrolizörler Klor-alkali, Klorat tesislerinde kullanilir. Mevcut bulusun farkli uygulama sekilleri ayrica yakit hücrelerine de uygulanabilir.

SEKIL 2lde, bu bulusun temel uygulama seklinde deginilen egri uydurma katsayilari analizi temelinde karakterizasyon metodolojisine iliskin akis semasi diyagrami gösterilmektedir. Geçmis Veritabani ünitesi 4ite, elementer membran hücrelerini ve elektrolizörleri karakterize etmek için yeterli sayida kronolojik veri depolanir. Tercih edilen bir ifade sekline göre, hücre gerilimi ve akim, Recherche 2000 inc. adina düzenlenen 6,591,199 sayili ABD patentinde belirtilen sistem araciligiyla ölçülür.Tesis sensörleri tarafindan ölçülen ilgili diger parametreler, yukarida bahsedilen patent kapsamindaki bir iletisim protokolü kullanilarak veritabanina aktarilir. Depolama ve haberlesme hususlari nedeniyle, gerilim, akim ve harici parametreler her zaman ayni zaman damgasiyla elde edilmez. Bu nedenle, Çikarma ünitesi 5, veri degerlerini ayni zaman damgasina sahip farkli parametrelerden senkronize eder.

Tercih edilen ifade seklinde, senkronizasyon, bir parçali dogrusal interpolasyon yoluyla eksik veri noktalarinin interpole edilmesiyle gerçeklestirilir. Sifir tutucu filtreler, sifir doldurma, spline fonksiyonu ile ara deger bulma, vb. iyi bilinen diger teknikler kullanilabilir.

Senkronizasyona ek olarak, Çikartma ünitesi 5, egri uydurma analizi için uygun islem bölgelerini seçer. SEKIL 2'de gösterilen yöntemle üç tip hücre isletim bölgesi yer almaktadir: baslatma bölgeleri, kapatma bölgeleri ve yük degisim bölgeleri.

Temel olarak, akim tüm uygun islem bölgelerini tanimlar. Baslatma bölgesine bir örnek SEKIL 3'te verilmistir. Tipik olarak, bir baslatma bölgesinde, elektrolizör akimi sabit adimlarla düsük degerlerden yüksek degerlere çikar. Tersine, bir kapatma bölgesi, Sekil 4'te gösterildigi gibi, sabit adimlarla yukaridan asagi dogru akim degerlerindeki bir düsüsle temsil edilir. Baslatma ve kapatmalara ek olarak, Sekil 5'te gösterildigi gibi egri uydurma analizi ile hücre karakterizasyonu için bir dizi yük degisikligi de uygundur. Bu bulus ile ilgili olarak, ünite 5'teki veri çikarma islemi, bir kullanici grafik arayüz vasitasiyla manuel olarak veya birden fazla analitik yöntemle otomatik olarak gerçeklestirilir. Bahsedilen yöntemlerden biri, elektrolizör akimi gibi bir sürüs parametresinden, kararli bölgelerin (11,12,13) çikarilmasi islemini gerçeklestirir. Bu yönteme göre, sürüs parametresinin taranmasi ve sifira yakin bir egim ile istatistiksel bir normal dagilimi temsil edenlerin atanmasi yoluyla kararli bölgeler tespit edilir. Baska bir yöntemde, kullanici tarafindan önceden tanimlanmis olan sürüs parametresi varyans araligi içindeki veri dizilerine dikkat çekilmesiyle benzer kararli bölgeler çikarma islemi gerçeklestirilir. Ünite 6, ilgili olmayan veri noktalarindan gerilim, akim ve harici degerleri filtreler. III-kosullu degerler, sürüklenen veya ayrilan sensörlerden kaynaklanan esasen eksik veya aralik disi veri noktalaridir. Ünite 6'daki filtreleme islemi, zaman alaninda düzleme teknikleri veya frekans alaninda (pencereleme, dalgaciklar, vb.) ise sinyal isleme teknikleri ile yapilir. Mevcut bulusun tercih edilen bir ifade sekline göre ünite 6 ayrica gerilim standardizasyonunu da gerçeklestirir. Bu islem, katolit sicakligi ve Sodyum Hidroksit konsantrasyonu gibi islem parametrelerine bagli olarak gerilim varyasyonunu telafi eder. Genellikle, islem parametrelerine yönelik gerilim standardizasyonu, asagidaki gibi dogrusal denklemlerle gerçeklestirilir: Unormalize edilmis = Uham + Fsic. (Temp ' refsic.) X (CD) + Fkonsantrasyon (Kons' refkons) X (CD) Uham: Ölçülen elementer gerilim.

Fm: Katolit sicakligi için telafi faktörü.

Sic.: Katolit sicakligi. refsmz Sicaklik referansi.

CD: ölçülen akim yogunlugu.

Kons.: Sodyum Hidroksit konsantrasyonu.

Fkonsz Kostik konsantrasyonu için telafi faktörü.

Diger dogrusal veya dogrusal olmayan telafiler, tesislere ve teknolojiye göre kullanilir. Yukarida belirtilen standardizasyon etkisinin düsük yük degerlerinde göz ardi edildigine dikkat edin.

Filtreleme ve standardizasyon görevi tamamlandiktan sonra, ünite 7, her bir elementer hücre için seçilen akim-gerilim degerleri üzerinde egri Mevcut bulusa göre egri uydurma islemi, Denklem 1'deki dogrusal olmayan en küçük kareler prosedürü veya dogrusal ve dogrusal olmayan bir bölüm içeren herhangi bir denklemin uygulanmasiyla yürütülür. Yine tercih edilen bir ifade sekline göre, dogrusal olmayan en küçük kareler, seçilen akim-gerilimi noktalarina ya da her bir kararli bölge üzerindeki herhangi bir egilim ölçüsüne (ortalama, medyan, vb.) uygulanabilir.

Yukarida belirtildigi gibi ve bu bulus ile ilgili olarak, uydurma katsayilarinin (S,R,Uo) çikarilmasi isleminde, verilerin uyumlanmasi sirasinda en küçük kareler yöntemi kullanilir. Istenen katsayilari elde etmek için, en küçük kareler metodu artik kareler toplamini en aza indirir.

I. akim-gerilim veri noktasi ri için artik deger, ham degerler Vi ile uyumlanan degerler arasindaki fark olarak tanimlanmistir ve verilerle iliskili hata olarak tanimlanir.

Artik = veriler - uyum Artik kareler toplami su formül ile verilir SSE=In2 =I Burada n, uyuma dahil olan veri noktalarinin sayisidir ve SSE, artik Katsayilar basit matris teknikleri kullanilarak tahmin edilemediginden, dogrusal olmayan modelleri uyumlamak, dogrusal modellerden daha zordur. Bunun yerine, asagidaki adimlarin izlendigi Ünite 7'de yinelemeli 1. Her bir katsayi için baslangiç tahmini ile baslayin. Makul baslangiç degerleri üreten sezgisel bir yaklasim saglanir. 2. Mevcut katsayi kümeleri için uyumlanan egriyi olusturun; Bu, katsayilara göre alinan kismi türevler matrisi seklinde tanimlanan V'nin Jacobi hesaplamasini gerektirir. 3. Katsayilari ayarlayin ve uyumun iyilesip iyilesmedigini belirleyin.

Ayarlamanin yönü ve büyüklügü uydurma algoritmasina baglidir. Mevcut bulusun amaci dogrultusunda, ayarlamayi gerçeklestirmek için bir Levenberg-Marquardt regresyon algoritmasi kullanilmaktadir. Bu algoritma uzun yillardan beri kullanilmaktadir ve çok çesitli dogrusal olmayan modeller ve baslangiç degerleri için çogu zaman ise yaradigi da kanitlanmistir. Bu algoritmayla ilgili ayrintilar için, bkz. Levenberg, K., "A Method for the Solution of Certain Problems in Least Squares," Quart.

Least Squares Estimation of Nonlinear Parameters," SIAM J. Appl. Math, Newton algoritmasi gibi diger iyi bilinen algoritmalar da ayni ayarlamayi yapmak için oldukça uygundur. 4. Uyum, belirtilen yakinsama kriterlerine ulasana kadar 2. adima dönerek islemi tekrar edin.

Dogrusal Olmayan Saglam Uydurma veya Agirlikli Dogrusal Olmayan Uydurma gibi diger uydurma prosedürleri kullanilirken, yukarida açiklanan islem adimlari buna göre degistirilmelidir.

Mevcut bulusun baslica uygulama sekillerinden biri, uydurma katsayilari kalite veya iyilik analizidir. Açik bir sekilde, iyi ( S,R,U0) katsayilarinin çikarilmasi, analiz tekrarlanabilirligini arttirir ve ayrica hücre parçalarinin kesin bir sekilde izlenmesini de saglar. Ünite 8'de, uydurma katsayisi kalite analizine odaklanilmaktadir. Uydurma iyiliginin degerlendiricileri olarak birçok standart gösterge kullanilabilir. Ünite 8,de iki uydurma istatistigi desteklenmektedir: R kare ve güven sinirlari. Birincisi, uyumun verilerin varyasyonunu açiklamada ne kadar basarili oldugunu ölçer.

Baska bir deyisle, R-kare, gerçek degerler ile tahmin edilen degerler arasindaki korelasyonun karesidir. Çoklu korelasyon katsayilarinin karesi ve çoklu belirleme katsayisi olarak da adlandirilir. Formal olarak, R-kare, regresyon karelerinin toplaminin (SSR) ve toplam kareler toplaminin (SST) orani olarak tanimlanir. SSR söyle tanimlanir: SST de ortalama ile ilgili karelerin toplami olarak adlandirilir ve söyle tanimlanir: burada SST = SSR + SSE. Bu tanimlamalar göz önüne alindiginda, R- kare söyle ifade edilir R-kare, daha iyi bir uyumu gösteren 1 degerine daha yakin bir degere sahip olacak sekilde 0 ile 1 arasinda herhangi bir deger alabilir. Örnegin, 0,8234ilük bir R2 degeri uyumun ortalama ilgili verilerdeki toplam varyasyonun % 82,34'ünü açikladigi anlamina gelir. Mevcut bulusun tercih edilen bir ifade sekline göre, 0,99'dan az bir R2 ile olusturulan tüm üçlemeler sürecin bir sonraki adimi için hesaba katilmaz. Ünite 8'de, uydurma parametrelerinin güven sinirlari hesaplanir. Güven sinirlari iliskili katsayilarin alt ve üst degerlerini tanimlar ve araligin genisligini tanimlar. Bu aralik genisligi, uydurulan katsayilar, öngörülen gözlem veya öngörülen uyum ile ilgili belirsizligi gösterir. Örnegin, uydurulan katsayilar için çok genis bir aralik, katsayilar hakkinda çok kesin bir sey söylenmeden önce uydurma sirasinda daha fazla veri kullanmamiz gerektigini gösterir. Sinirlar, belirtilen bir kesinlik seviyesiyle tanimlanir. Kesinlik seviyesi genellikle %95'tir, ancak %90, %99, %99,9 vb. herhangi bir deger olabilir. Örnegin, yeni bir gözlem öngörme konusunda %5'Iik bir yanlis olma sansini degerlendirmek isteyebiliriz. Bu nedenle, %95 tahmin araligini hesaplariz. Bu aralik, yeni gözlemin aslinda alt ve üst tahmin sinirlari dahilinde yer aldigina dair %95 sansimiz oldugunu göstermektedir. SEKIL 6'da, Denklem 1'in dogrusal olmayan bir egri uydurma islemine yönelik güven sinirlarinin bir örnegi gösterilmektedir.

Iyi uydurma istatistiklerinin, olusturulan üçlemlerin hücre karakterizasyonu için uygun oldugu anlamina gelmedigine dikkat edin.

Aslinda, ünite 6'daki filtreleme islemi iyi yapilmadigi takdirde, kötü kosullu veri noktasi degerleri için iyi uydurma istatistikleri elde edilebilir.

Iyi güven düzeyine sahip uydurma katsayilari nihai karakterizasyon islemine referans olarak kullanilir. Ünite 9, elementer hücre için üretilen her bir uydurma parametresinde bir siniflandirma veya gruplama prosedürü uygular. Gruplama sürecinin amaci, her bir uydurma parametresinin araligini islem siniflarinda düzenlemektir. Bir uydurma parametresinin bir siniftan digerine tasinmasi, potansiyel erken yaslanmanin ya da performans kaybinin bir göstergesidir. Operasyon siniflarina parametrelerin üyeligi de, elementer hücre bilesenlerine (membran, anot ve katot) göre analiz edilebilir.

Zamana iliskin bir parametre degeri degisikligi, bir membran deligi, bir katot birikintisi veya Hardee tarafindan ögretildigi gibi bir anot korozyonu gibi elektrolizör kismindaki bir arizanin göstergesidir. Tercih edilen bir uygulama sekline göre, siniflandirma prosedürü tesis uzmani tarafindan tanimlanan bir katsayi referans araliginda veya bir referans olarak tanimlanan bir islem bölgesine dayali olarak uygulanir. Bir referans katsayisi, "Referans Hücre" adi verilen bir hücreden çikarilir; bu da, ayni veya esdeger bilesenlere sahip olanlara kiyasla yeni veya iyi performans gösteren bir hücre olarak bilinir. Örnek olarak, SEKIL Tde sinif 1 “yeni kaplama” 16, sinif 2 “eski kaplama” 15, sinif 3 “Kaplamasiz olma” 14 seklindeki 3 islem sinifinin tanimlanmasi durumunda bir elementer hücrenin Uo katsayisinin evrimi gösterilmektedir. Bunun yani sira, sinif 1'den sinif 3'e kadar olan Uo kaymasi, bu hücrenin elektrot kaplamasini kaybetmekte oldugunu da açikça göstermektedir. Uo degerlerini hücre 8'in (referans hücresi) degerleriyle karsilastirmak suretiyle elektrolizör içerisindeki hücrenin 16davranisini anlayabilecegimiz baska bir örnek, SEKIL 8'de gösterilmistir.

Siniflandirma prosedürünü gerçeklestirmenin bir yolu, bulanik C ortalama kümelemesi algoritmasini kullanmaktir. Bu algoritmaya göre, kullanici, referans uydurma katsayisi araligindaki istenen sayida grubu tanimlamali, ardindan yeni sunulan degerlerin üyelik derecesi, önceden tanimlanmis referans gruplarina göre tanimlanmalidir.

Karakterizasyon parametrelerini izlemenin baska bir yolu, önceden tanimlanmis bir yaslanma modeline (hücre bilesenleri teknolojisi ile ilgili olarak) kiyasla sapmalarini takip etmektir.

Son olarak, referans katsayilari, islem siniflari ve ilgili önleme faaliyetleri Karakterizasyon Veri Tabani Ünitesinde (Ünite 10) saklanir. Ünite, çevrimiçi analiz ve uydurma parametrelerine dayali uzun süreli hücre karakterizasyonunda yüksek seviyeli bir tanilama motoru islevi görür.

SEKIL 9*da, mevcut bulusun bir baska ifade sekli tarif edilmektedir. Akis diyagrami, elektrolizörün genel performansinin ve verimine dayali taninin degerlendirilmesine yönelik metodolojiyi göstermektedir. Tanilama süreci iki asamadan olusur: bir ögrenme asamasi ve bir dagitim asamasi.

Tercih edilen bir uygulama sekline göre, ögrenme asamasinda, elektrolizörden elde edilen veriler, bir geçmis veritabani Ünitesinde (Ünite 17) depolanir. Veri tabanindan hücre voltaji, akim, akis vb. gerçek zamanli kayitlar ile elektrolizör giris ve çikis pH'si, kirlilik birikintileri vb. anlik ölçümler seklinde iki veri kategorisi alinir. Bulusun bu ifade seklinin yüksek verimlilikte elektrolizör performansiyla ilgili olmasi nedeniyle, analiz islemi sadece kararli hal islem bölgelerinde gerçeklestirilir. Ünite 18tde, elektrolizör akimi gibi bir sürüs parametresi temelinde sabit durum islem bölgelerinden seçilir. Ayrica, kapatmalara, baglantisi kesilmis veya yerinden kaymis sensörlere bagli kötü kosullu veri noktalari da filtrelenir.

Veriler, çesitli temin zaman damgalariyla farkli kaynaklardan geldiginden, Ünite 18, ayni zaman damgasina sahip veri serilerini üreten senkronizasyon islemini de gerçeklestirir.

Tesis uzmanlik bilgisine dayanarak, Ünite 19, elektrolizör için akim veya üretim verimini hesaplar. Üretim veya akim verimi hesaplamasi kullanilan hücre teknolojisine, üretilen ürünlere ve kontrol hedeflerine baglidir. Örnegin, klor-alkali tesisleri için, verimlilik bir veya iki ürün (katot veya anot parçasi) için hesaplanabilir. Formal olarak, verimlilik, üretilen türlerin teorik üretime (akim tüketimine dayali olarak) orani olarak tanimlanir.

Verim hesaplamasinda her ne kadar kütle dengesi önemli bir rol oynasa da, kötü kosullu ölçümleri ünite 18 üzerinden filtrelemek önemlidir. Tercih edilen bir ifade sekline göre, ünite 20, oldukça az bir zaman diliminde (günler veya haftalar) elde edilen akim verimini maksimize eden islem parametreleri degerlerini (örnegin kostik soda çikis konsantrasyonu, katolit sicakligi) üretir. Üretilen islem degerleri tesis fabrikasinda (21) test edilir. Elde edilen performansin yeterli olduguna karar verilmesi durumunda, degerler ünite 22 ile tahmin modelini olusturmak üzere referans olarak kullanilacaktir. Tahmin modelleri, nöral aglar gibi parametrik veya parametrik olmayan modelleme teknikleri kullanilarak maksimum verim degerlerini islem parametreleriyle iliskilendirmektedir.

Son olarak, olusturulan modeller ve ön isleme faaliyetleri Karakterizasyon Veri Tabani ünitesinde (ünite 23) saklanir. Dagitim asamasinda, elde edilen ve islenen ham verilere (24) referans model (25) uygulanarak elektrolizör verimi tahmin edilir. Bu tahmine istinaden, önleyici kontrol faaliyetleri (ayarlarin, esiklerin ayarlanmasi vb.) daha iyi planlanmaktadir.

Istemier 1. Asagidakileri içeren en az bir elektrolizör elemani performansinin izlenmesine iliskin bir yöntem olup, a) bir akim-gerilim egrisinin (7) uydurulmasiyla, bahsedilen en az bir elektrolizör elemanindan her birinin karakterizasyonu; b) bahsedilen en az bir elektrolizör elemani karakterizasyonunun bir sinir esigi veya referans yaslandirma modeli ile karsilastirilmasi ve c) bahsedilen karakterizasyon, bahsedilen önceden tanimlanmis referanstan saptiginda elektrolizör elemaninin arizali veya erken yaslandigi sonucunun çikarilmasi adimlarini içerir, ve belirleyici özelligi söz konusu egri uydurma isleminin baslatma bölgeleri, kapatma bölgeleri ve yük degisim bölgelerinden olusan gruptan seçilen elektrolizör elemaninin islem bölgelerinde (11, 12, 13) gerçeklestirilmesidir. . istem 1'de bahsedilen yöntem olup, burada bahsedilen en az bir elektrolizör elemani, endüstriyel ölçekte kullanilan herhangi bir elektrokimyasal hücreyi (anot, katot veya ayirici) içerir. . istem 1 veya 2'de bahsedilen yöntem olup, burada bahsedilen egri uydurma (7), baslatma (11), kapatma (12) veya yük degisim (13) islem modlarindan çikarilan akim-gerilim egrisinin en az kare dogrusal veya dogrusal olmayan regresyonunu gerçeklestirir. . Önceki istemlerden herhangi birinde bahsedilen yöntem olup, burada egri uydurma katsayilari degerleri zaman boyunca izlenir ve bir referans yaslandirma modeliyle karsilastirilir. . Önceki istemlerden herhangi birinde bahsedilen yöntem olup, burada referans modele göre egri-uydurma katsayilarinin egilim sapmasi, elektrolizör islem performansi hakkinda bir sonuç ortaya koyar. 6. Asagidakilerden olusan akim-gerilim egrisinin uydurulmasi yoluyla çok sayida elektrolizör elemaninin karakterize edilerek izlenmesine iliskin bir sistem: a) egri uydurma analizine uygun islem bölgelerini seçmek için bir çikarma ünitesi (5); b) kötü kosullu, eksik veya aralik disi veri noktalarinin kaldirilmasi ve verilerin standartlastirilmasi için bir filtreleme ünitesi (6); c) akim-gerilim veri noktalari için geçerli kullanici tanimli denklemler kullanilarak dogrusal veya dogrusal olmayan regresyon gerçeklestiren bir egri uydurma ünitesi (7); d) egri uydurma ünitesinde (7) gerçeklestirilen uydurma kalitesine yönelik göstergeler saglamak için bir egri uyum iyiligi analiz ünitesi (8); e) elektrolizör eleman teknolojisi ve referans degerlerine göre egri uydurma parametrelerinin siniflandirilmasi için bir egri uydurma parametreleri karakterizasyon ünitesi (9); ve f) uydurma katsayilarini ve karakterizasyonlarini depolamak için bir karakterizasyon veritabani (10). olup, belirleyici özelligi, söz konusu islem alanlarinin (11, 12, 13) baslatma bölgeleri, kapatma bölgeleri ve yük degisim bölgelerinden olusan gruptan seçilmesidir. 7. Istem 6'da bahsedilen sistem olup, burada söz konusu elektrolizör elemanlari, endüstriyel ölçekte kullanilan herhangi bir elektrokimyasal hücreyi içerir. 8. Istem 6 veya 7'den herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu çikarma ünitesi (5), bir sürüs parametresine analitik yöntemler uygulanarak baslatma (11) kapatma (12) ve yük degisim (13) bölgelerini seçer. 9. Istemler 6 ila 8'den herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu filtreleme ünitesi (6), bahsedilen elektrolizör elemani geriliminin her birinde kullanici tanimli standardizasyon gerçeklestirir ve kötü kosullu veri noktalarini ortadan kaldirir. . istem 6 ila 9'dan herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu egri uydurma ünitesi (8), kullanici tanimli bir denklem üzerine uygulanan akim-gerilim egrisinin en küçük kare dogrusal veya dogrusal olmayan regresyonunu gerçeklestirir. 11. istem 6 ila 10'dan herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu egri uydurma iyiligi analizi, R kare ve güven sinirlari dahil olmak üzere standart göstergeler saglar. 12. Istemler 6 ila 11'den herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu egri uydurma parametreleri karakterizasyon ünitesi, Egri Uydurma ünitesi tarafindan üretilen uydurma katsayilarinin hücre bilesenleri teknolojisine dayali gruplar içerisinde siniflandirilmasini gerçeklestirir. 13.Istem 8'de bahsedilen sistem olup, burada söz konusu sürüs parametresi akimdir. 14.Istem 12'de bahsedilen sistem olup, burada söz konusu gruplama prosesi, tesis uzmani tarafindan veya referans yaslandirma modellerine göre denetlenir.

Seyreltik Katyon Geçirgen Hz NaOH membran î_ 1 / : mis; g Katalitik KaplamaliT1Ç 1 ::I kgplamali anodu ;j #3? k Nikatodu NaCI HiO Seyreltik NaOH Akim akisi SEKIL 1 (Teknigin Bilinen Durumu) Baslatma, kapatma, Alakasiz ölçümlerl Egtl Uydurma Ge'îmls bölgelerinin standardizasyonunu Gerçeklestirilmesl Veritabani çikarilmasi ûltreleme Egrl Uydurma lylligl Anallzl Siniflandirmanin gerçeklestirilmesi ve uydurma katsayilariniri karakterinsyonu Karakteriza syon Bilgi Verliabani 11 ' '3 :00:00 Çgiipq "kü" Zama n Da mgasi 23._ _ .......... . i ›( YukGerIllm Egrlsl ` uydurma egrlsl 2.15 9 . g 2.5._ _If/I ne* ":1, 3 1/ ,1% 'f /' 2( x' .› 05' 1 7 7 1.3 i 'I .._ 2.5 Yuk(kai'm2) Bir hücre için UO degerleri Egri endeksi UO degerhri Referans Hucie iI Hun-:- numarasi uzman lik bi Igisi /19 20 Ögrenme Asamasi l { ; Giiçmis : v0 islam bolgolerini + Eiiîkt rOIiu Verim 'P' Deger|er|n|n Venubani mm'em esap amasi Çikarilrnasi 18 Saha testi Tahminlmodel üretimi P" 22 Katakurixasyon 23 Bilgi Veritabani / 26 Dagitim Asamasi Gerçek zamanli .- Verimlilik tahmini Kontrol ve önleyici faaliyetler TARIFNAMEDE ALINTI YAPILAN REFERANSLAR Basvuru sahibi tarafindan alinti yapi/an referanslar sadece okuyucuya kolaylik saglanmasi amaci tasir. Avrupa patent belgesinin bir parçasini teskil etmez. Referans/arin der/enmesinde büyük özen gösterilmis olsa da, hata/ar ya da atlama/ar olabilir ve EPO bu konuda hiçbir sorumluluk Üst/enmemektedir.

Tarifnamede alinti yapilan patent belgeleri Tarifnamede alinti yapilan patent harici belge ve dokümanlar K.L. HARDEE. A Simple Procedure for Evaluating Membrane electrolyzer Performance. Modern Chlor- Alkali Technology, 1995, vol. 6, Voltage-Current curves: D.BERGNER; M. HARTMANN; H. KIRSCH. Modern Chlor- Alkali Technology. vol. 4 - THOMAS A. DAVIS; J. DAVID GENDERS; DEREK PLETCHER. lon Permeable Membranes . LEVENBERG, K. A Method for the Solution of Certain Problems in Least Squares. Quart. Basvuru - MARQUARDT, D. An Algorithm for Least Squares Estimation of Nonlinear Parameters. SIAM J.

Avrupa Patent Ofisi EP 1 910 588 B1 AVRUPA PATENT TARIFNAMESI (45) Patenlin yayim tarihi ve iblag yazisi: (51) Uluslararasi siniflar: . (86) Uluslararasi basvuru numarasi: (87) Uluslararasi yayin numarasi: 2006/51 n0.Iu Gazete) (54) EGRI UYpu_RMA ANALIZI VE__ VEiRIMlTILIGININ _OPTIMIZASYONUNA DAYALI ELEKTROLIZORLE TANILAMAYA YONELIK YONTEM VE SISTEM (84) Ilgili Akit Devletler: (56) Alinti yapilan referanslar: ssRGgsi-IEUsiiEsfiî .lp-RL' "T "U LV MC NL PL - PROUT N.M. AND MOOREHOUSE J.S.: Chapter 15', vol. 4, 1990, ELSEVIER, NY KIRSCH H.: 'Voltage-current curves: 23007101 g::: girjiltien a" ve i CURRY R.W.: 'Modern Chlor-Alkali Technology, Chapter 23', 1995, THE ROYAL CHEMICAL SOCIETY, (73) Hak sa'hlblî ReCherChe 2000 Inc. *A simple procedure for evaluating Montreal QC HZY membrane electrolyzer performance', (72) Bulus Sahipleri: - MOTULSKY H.J. THE GRAPHPAD TREMBLAY, Gilles GUIDE TO NONLINEAR REGRESSION, Montreal, Québec H2Y 1yg (CA) GRAPHPAD SOFTWARE INC., SAN Montreal, Quebec "'23 "X7 (CA) VEILLETTE Michel . Sêfmno de Montarville, Quebec J3V 3K2 *Parameter estimation of a proton- ( ) exchange membrane fuel cell using . ._ _ . voltage current data, CHEMICAL g la Baume 75008 Paris (FR) 0 Not: Herhangi bir kisi, Avrupa patentinin verildigini bildiren iblag yazisinin Avrupa Patent Bülteninde GI yayimlanmasindan itibaren dokuz ay içinde söz konusu patente itiraz için, Uygulama Yönetmeliklerine F uygun olarak Avrupa Patent Ofisine basvurabilir Itiraz, harci ödeninceye kadar tevdi edilmis olarak D. kabul edilmeyecektir. (Avrupa Patent Anlasmasi Madde 99(1)).

Jouve tarafindan basilmistir, EGRI UYDURMA ANALIZI VE VERIMLILIGININ OPTIMIZASYONUNA DAYALI ELEKTROLIZÖRLE TANILAMAYA YÖNELIK YÖNTEM VE TARFNAME Bulusun Alani Mevcut bulus, endüstriyel ölçekli bir proseste (KIor-Alkali, Klorat üretim tesisleri ve Yakit hücreleri) kullanilan elektrokimyasal hücrelerin performansinin karakterize edilmesine iliskin bir yöntem ve sistem ile ilgilidir. Daha da özel olarak, dogrusal olmayan polarizasyon egrileri kullanilarak elektrokimyasal hücre bilesenlerinin teshisi ile ilgilidir.

Bulusun arka plani Elektrolizör, bir elektroliz reaksiyonunun gerçeklestigi bir aparat olarak tanimlanmaktadir. Elektrolizörler kimyasal bir bilesigi elementlerine ayristirma veya bir elektrik akiminin etkisi ile yeni bir bilesik üreten elektroliz reaksiyonlari gerçeklestirme prosesidir. Temel olarak, bir elektrolizör iki elektrottan ve membran adi verilen bir ayiricidan olusur.

KIor-alkali endüstrisinde, primer elektroliz ürünleri Klor, Hidrojen ve Sodyum Hidroksit çözeltisidir (yaygin olarak "kostik soda" veya sadece prosesi kullanilmaktadir: membran, diyafram ve civa. Artan çevresel kaygilar nedeniyle, sözü edilen son proseslerin yerini membran elektroliz prosesi almaktadir. Klorat endüstrisinde, Sodyum Klorat veya Sodyum Hipoklorür, elektroliz hücresinde ayirici olmadan elektrotüremeli klordan ve kostikten üretilir. Hidrojenin üretilmesi için suyun elektrolize edildigi yakit hücreleri de mevcut bulusun arka planinda yer almaktadir.

Teknigin bilinen durumu olarak tanimlanan SEKIL 1 KIor-alkali endüstrisinde kullanilan tipik bir membran hücresinin sematik temsilidir.

Hücre iki bölmeden olusur. Anot bölmesi doygun tuzlu su çözeltisi (NaCI) ile doldurulurken, katot bölmesinden seyreltik kostik soda geçer.

KIor-alkali tesislerinde, Klor, kaplanmis (genellikle Ti) anot 2'de üretilir.

Selektif membran (1) boyunca tasinan Sodyum iyonlari ile Hidroksit iyonlari kombinasyonu kostik soda (NaOH) ve Hidrojen gazi üretir.

Katot (3) genellikle asiri Hz gelisimi potansiyelini azaltmak için katalitik bir kaplamaya sahip Nikeldir. Komple Klor-alkali prosesi asagidaki denklem ile açiklanir: 2 NaCI+2H20-›CI2+H2+2 NaOH Yaygin olarak günümüz Klor-alkali üretim tesislerinde, elektrolizör, temel membran hücrelerinin bir kombinasyonu olarak tanimlanir.

Elektroliz prosesi akim uygulandiktan sonra her bir hücrenin içinde gerçeklesir. Bu nedenle, elektrolizörün enerji tüketimi proseste önemli bir rol oynar. Elektrolizörün genel performansi esasen her bir hücre verimi ile ilgilidir. Hücredeki gerilim degisimlerinin, genellikle hücre bilesenleri içindeki fiziksel degisikliklerin bir sonucu oldugu bulus konusu teknikte iyi bilinmektedir. Hücre gerilim degisimi, anot, katot, membran ve elektrik baglantilari seklindeki bilesenleri arasinda dagitilir.

Hücre geriliminde anormal bir azalma ya da artisin, genellikle potansiyel sorunlara öncülük ettigi kabul edilmektedir ("A First Course in Electrode Processes", Derek Pletcher, 1991, sayfa 6).

Bulus konusu teknikte ayrica, K.L. Hardee'nin Modern Klor-Alkali Teknolojisiyle alakali "A Simple Procedure for Evaluating Membrane electrolyzer Performance" V.6 s. 234 1995 baslikli makalesi de bilinmektedir. Yazar, bir elementer hücreyi teshis etmek için egri uydurma parametrelerinin kullanilmasini önermektedir. Bu yayinin odak noktasi, uydurma parametrelerinin çikarilmasi ve bunlarin hücre parçalarini karakterize etmek amaciyla kullanilmasiydi ve polarizasyon egrilerinin kalitesi konusunu kapsamiyordu. Ek olarak, yazar, elektrolizörün hangi parçasinin arizalandigini teshis etmek için uydurma parametrelerinin zaman içerisindeki gelisiminin incelenme olasiligini dikkate almamisti.

Yukarida belirtilen çalisma ve bilinen diger yayinlara uygun olarak ("Voltage-Current curves: Appli- cation to membrane cells", D.Bergner, M. Hartmann and H. Kirsch, Modern Chlor-Alkali Technology Cilt 4, Böl. ) her bir elementer hücre gerilimi, bir form denklemi ile yaklasik olarak degerlendirilebilir: Uhümz Hücre Gerilimi UO: kesisim S: logaritmik egim R: Dogrusal egim CD: Akim Yogunlugu Böylece, elektrotlarin bir Tafel davranisini izledigini, yani kütle tasinimiyla sinirli olmadigini ve diger gerilimlerin omik dirençlerden kaynaklandigini varsaydiktan sonra, her terimi asagidaki gibi detaylandirabiliriz: Uo :AG+AC+E0+EC Bu formülde: Ea: Anot Dengesi Potansiyeli BC: Anot Tafel egimi AC: Degisim akimi yogunlugunun Anot Kaydi EC: Anot Dengesi Potansiyeli Re: Elektrolit direnci Rm: Membran direnci Rs: Yapi/kontak direnci l: Akim Yogunlugu Mevcut bulus kapsaminda önerilen (SR, UO) katsayilari degerlendirme yöntemi, nihayetinde, hücrenin membran (Rm), elektrotlar (S,U0), elektrolit veya hücre yapisi (R) olmak üzere hangi kisminin basarisiz olduguna dair açik bir fikir verecektir.

DE10217694 sayili patent basvurusunda Schetter Thomas, farkli yükleme kosullari altinda çalisirken bir yakit hücresinin gerilim-akim karakteristik egrisinin dinamik tayinine yönelik bir yöntemi tarif etmektedir. Bu belgede, gerilim-akim dogrusal egri uydurma parametrelerinin çikarilmasi problemi ele alinmasina ragmen, bu parametreleri endüstriyel ölçekte analiz etmek ve bunlari hücre performansi ile iliskilendirmek için yararli bir yöntem açiklanmamaktadir.

Endüstriyel elektroliz proseslerinde, hücre performansi ve proses akim verimi ile dogrudan ilgili olan enerji tüketimine göz ardi edilemez ölçüde önem verilmektedir. Hücre performansini etkileyen en önemli konular sunlardir: iki ürünün (CI2, NaOH) akim verimi, safligi, membran direnci ve ömrü ile son olarak elektrotlarin aktivitesi (kaplama). Membran direnci ve elektrotlarin aktivitesi, mevcut bulusta tarif edilen egri uydurma yöntemi ile karakterize edilerek degerlendirilebilmekle birlikte, ürünlerin akim veriminin ve optimizasyonunun teshisi daha karmasik bir konudur.

Enerji tüketiminin akim verimi ile asagidaki gibi orantili oldugu bulus konusu teknikte iyi bilinmektedir ("A First course in Electrode Processes", Derek Pletcher): Denklem 2 n: Elektrolizördeki hücre sayisi F: Faraday sabiti E hücre: Hücre Gerilimi o: Fraksiyonel akim verimi M: Ürünün kg cinsinden moleküler agirligi.

Bilinen çalismalara göre, akim verimindeki kaybin baslica nedeni, Hidroksit iyonlarinin katolitten anolite katyon degisim membranindan geçerek geriye tasinmasi ve ayrica membran iletkenligidir. Hidroksit iyonlarinin geriye tasinmasi esasen Sodyum Hidroksit (NaOH) direncine baglidir. Membran iletkenligindeki artis, elektrolit sicakligindaki degisimden kaynaklanir.

Howard L. Yeager ve Adam A. Gronowski, "Factors which influence the Permselectivity of High Performance Chlor-Alkali Membranes" adli çalismada laboratuvar ortaminda bir NafionTIVI çift katmanli hücre için sodyum hidroksit konsantrasyonunun akim verimi üzerindeki etkisini ana hatlariyla belirtmektedir. Bu çalisma, iki parametre arasindaki karmasik teorik iliskiyi ortaya koymaktadir.

Thomas A. Davis, J. David Genders, Derek Pletcher "lon Permeable Membranes” adli çalismada ayrica bir NafionT'V' membran hücresi için membran iletkenligi, tuzlu su safsizliklari ve akim verimi arasindaki iliskiyi de göstermektedir.

Yukarida sözü edilen tüm çalismalar, akim-gerilim egrisi karakteristiginin çikarilmasinin kolay oldugu laboratuvar kontrollü bir ortamda gerçeklestirilirken, gerçek bir isletme tesisinde ölçümler kontrol problemleri nedeniyle genellikle güvenilir degildir. Dolayisiyla, mevcut bulusun bir uygulama seklinin amaci, akim verimi ile Sodyum Hidroksit ve katolit sicakligi gibi operasyonel ölçümler arasindaki iliskinin çevrimiçi üretilmesidir.

Bulusun Özeti Mevcut bulusun bir uygulama sekli, periyodik olarak ölçülen ve bir veritabaninda depolanan, akim-gerilim verilerine egri uydurma islemi uygulanarak her bir elementer hücrenin karakterizasyonuna iliskin bir yöntem ile ilgilidir. Olusturulan uydurma parametreleri, hücrenin hangi kisminin islem hatasi, performans kaybi veya erken yaslanma kaynagi olduguna dikkat çeken göstergeler olarak kullanilir. Mevcut bulus kapsaminda, bir hücre, bir referans hücresi veya bilinen bir yaslanma standardi ile uydurma parametrelerini karsilastirmak suretiyle anormal veya basarisiz olarak vurgulanir.

Mevcut bulusa göre, istem 1'de en az bir elektrolizör elemani performansinin izlenmesine iliskin bir yöntem saglanmaktadir. Mevcut bulusa göre, ayrica istem 6'da tanimlandigi gibi akim-gerilim egrisinin uyumlu hale getirilmesi yoluyla çok sayida elektrolizör elemaninin karakterize edilerek izlenmesine iliskin bir sistem de saglanmaktadir. Çizimlere iliskin Kisa Açiklama SEKIL 1 (Teknigin bilinen durumu) Klor-Alkali prosesinde kullanilan bir membran hücresinin tipik bir diyagramini temsil etmektedir.

SEKIL 2'de, uydurma katsayilari teshis edilerek temel membran hücre analizinin yapisi gösterilmektedir.

SEKIL 3, bir elektrolizör akimindaki tipik bir baslatma bölgesidir.

SEKIL 4, bir elektrolizör akimindaki tipik bir kapatma bölgesidir.

SEKIL 5, elektrolizördeki tipik bir yük degistirme bölgesidir.

SEKIL 6'de, istatistiklerle dogrusal olmayan egri uydurma islemi gösterilmektedir (güven sinirlari).

SEKIL 7'de, çalisma araliklari temelinde uydurma katsayilarinin siniflandirmasina iliskin bir örnek gösterilmektedir.

SEKIL 8'de, bir referans hücre temelinde uydurma katsayilarinin siniflandirmasina iliskin bir örnek gösterilmektedir.

SEKIL 9 elektrolizör verimliligi optimizasyon prosedürüne iliskin bir akis diyagramidir Tercih Edilen ifadenin Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun temel amaci, elektrolizör performansini izlemek, karakterize etmek ve optimize etmek için bir sistem saglamaktir. Tipik olarak Klor- Alkali endüstrisinde, bir elektrolizör, temel elektrokimyasal hücrelerin bir kombinasyonu olarak tanimlanir. Elementer hücre, ayni akim besleyiciye bagli ve bir membran ile ayrilan en küçük anot ve katot grubu olarak tanimlanir. Anotlarin, katotlarin ve membranin baglanma sekli, kullanilan teknolojiye göre farklilik gösterir. Mevcut bulusa göre, teshis edilen elektrolizörler Klor-alkali, Klorat tesislerinde kullanilir. Mevcut bulusun farkli uygulama sekilleri ayrica yakit hücrelerine de uygulanabilir.

SEKIL 2lde, bu bulusun temel uygulama seklinde deginilen egri uydurma katsayilari analizi temelinde karakterizasyon metodolojisine iliskin akis semasi diyagrami gösterilmektedir. Geçmis Veritabani ünitesi 4ite, elementer membran hücrelerini ve elektrolizörleri karakterize etmek için yeterli sayida kronolojik veri depolanir. Tercih edilen bir ifade sekline göre, hücre gerilimi ve akim, Recherche 2000 inc. adina düzenlenen 6,591,199 sayili ABD patentinde belirtilen sistem araciligiyla ölçülür.Tesis sensörleri tarafindan ölçülen ilgili diger parametreler, yukarida bahsedilen patent kapsamindaki bir iletisim protokolü kullanilarak veritabanina aktarilir. Depolama ve haberlesme hususlari nedeniyle, gerilim, akim ve harici parametreler her zaman ayni zaman damgasiyla elde edilmez. Bu nedenle, Çikarma ünitesi 5, veri degerlerini ayni zaman damgasina sahip farkli parametrelerden senkronize eder.

Tercih edilen ifade seklinde, senkronizasyon, bir parçali dogrusal interpolasyon yoluyla eksik veri noktalarinin interpole edilmesiyle gerçeklestirilir. Sifir tutucu filtreler, sifir doldurma, spline fonksiyonu ile ara deger bulma, vb. iyi bilinen diger teknikler kullanilabilir.

Senkronizasyona ek olarak, Çikartma ünitesi 5, egri uydurma analizi için uygun islem bölgelerini seçer. SEKIL 2'de gösterilen yöntemle üç tip hücre isletim bölgesi yer almaktadir: baslatma bölgeleri, kapatma bölgeleri ve yük degisim bölgeleri.

Temel olarak, akim tüm uygun islem bölgelerini tanimlar. Baslatma bölgesine bir örnek SEKIL 3'te verilmistir. Tipik olarak, bir baslatma bölgesinde, elektrolizör akimi sabit adimlarla düsük degerlerden yüksek degerlere çikar. Tersine, bir kapatma bölgesi, Sekil 4'te gösterildigi gibi, sabit adimlarla yukaridan asagi dogru akim degerlerindeki bir düsüsle temsil edilir. Baslatma ve kapatmalara ek olarak, Sekil 5'te gösterildigi gibi egri uydurma analizi ile hücre karakterizasyonu için bir dizi yük degisikligi de uygundur. Bu bulus ile ilgili olarak, ünite 5'teki veri çikarma islemi, bir kullanici grafik arayüz vasitasiyla manuel olarak veya birden fazla analitik yöntemle otomatik olarak gerçeklestirilir. Bahsedilen yöntemlerden biri, elektrolizör akimi gibi bir sürüs parametresinden, kararli bölgelerin (11,12,13) çikarilmasi islemini gerçeklestirir. Bu yönteme göre, sürüs parametresinin taranmasi ve sifira yakin bir egim ile istatistiksel bir normal dagilimi temsil edenlerin atanmasi yoluyla kararli bölgeler tespit edilir. Baska bir yöntemde, kullanici tarafindan önceden tanimlanmis olan sürüs parametresi varyans araligi içindeki veri dizilerine dikkat çekilmesiyle benzer kararli bölgeler çikarma islemi gerçeklestirilir. Ünite 6, ilgili olmayan veri noktalarindan gerilim, akim ve harici degerleri filtreler. III-kosullu degerler, sürüklenen veya ayrilan sensörlerden kaynaklanan esasen eksik veya aralik disi veri noktalaridir. Ünite 6'daki filtreleme islemi, zaman alaninda düzleme teknikleri veya frekans alaninda (pencereleme, dalgaciklar, vb.) ise sinyal isleme teknikleri ile yapilir. Mevcut bulusun tercih edilen bir ifade sekline göre ünite 6 ayrica gerilim standardizasyonunu da gerçeklestirir. Bu islem, katolit sicakligi ve Sodyum Hidroksit konsantrasyonu gibi islem parametrelerine bagli olarak gerilim varyasyonunu telafi eder. Genellikle, islem parametrelerine yönelik gerilim standardizasyonu, asagidaki gibi dogrusal denklemlerle gerçeklestirilir: Unormalize edilmis = Uham + Fsic. (Temp ' refsic.) X (CD) + Fkonsantrasyon (Kons' refkons) X (CD) Uham: Ölçülen elementer gerilim.

Fm: Katolit sicakligi için telafi faktörü.

Sic.: Katolit sicakligi. refsmz Sicaklik referansi.

CD: ölçülen akim yogunlugu.

Kons.: Sodyum Hidroksit konsantrasyonu.

Fkonsz Kostik konsantrasyonu için telafi faktörü.

Diger dogrusal veya dogrusal olmayan telafiler, tesislere ve teknolojiye göre kullanilir. Yukarida belirtilen standardizasyon etkisinin düsük yük degerlerinde göz ardi edildigine dikkat edin.

Filtreleme ve standardizasyon görevi tamamlandiktan sonra, ünite 7, her bir elementer hücre için seçilen akim-gerilim degerleri üzerinde egri Mevcut bulusa göre egri uydurma islemi, Denklem 1'deki dogrusal olmayan en küçük kareler prosedürü veya dogrusal ve dogrusal olmayan bir bölüm içeren herhangi bir denklemin uygulanmasiyla yürütülür. Yine tercih edilen bir ifade sekline göre, dogrusal olmayan en küçük kareler, seçilen akim-gerilimi noktalarina ya da her bir kararli bölge üzerindeki herhangi bir egilim ölçüsüne (ortalama, medyan, vb.) uygulanabilir.

Yukarida belirtildigi gibi ve bu bulus ile ilgili olarak, uydurma katsayilarinin (S,R,Uo) çikarilmasi isleminde, verilerin uyumlanmasi sirasinda en küçük kareler yöntemi kullanilir. Istenen katsayilari elde etmek için, en küçük kareler metodu artik kareler toplamini en aza indirir.

I. akim-gerilim veri noktasi ri için artik deger, ham degerler Vi ile uyumlanan degerler arasindaki fark olarak tanimlanmistir ve verilerle iliskili hata olarak tanimlanir.

Artik = veriler - uyum Artik kareler toplami su formül ile verilir SSE=In2 =I Burada n, uyuma dahil olan veri noktalarinin sayisidir ve SSE, artik Katsayilar basit matris teknikleri kullanilarak tahmin edilemediginden, dogrusal olmayan modelleri uyumlamak, dogrusal modellerden daha zordur. Bunun yerine, asagidaki adimlarin izlendigi Ünite 7'de yinelemeli 1. Her bir katsayi için baslangiç tahmini ile baslayin. Makul baslangiç degerleri üreten sezgisel bir yaklasim saglanir. 2. Mevcut katsayi kümeleri için uyumlanan egriyi olusturun; Bu, katsayilara göre alinan kismi türevler matrisi seklinde tanimlanan V'nin Jacobi hesaplamasini gerektirir. 3. Katsayilari ayarlayin ve uyumun iyilesip iyilesmedigini belirleyin.

Ayarlamanin yönü ve büyüklügü uydurma algoritmasina baglidir. Mevcut bulusun amaci dogrultusunda, ayarlamayi gerçeklestirmek için bir Levenberg-Marquardt regresyon algoritmasi kullanilmaktadir. Bu algoritma uzun yillardan beri kullanilmaktadir ve çok çesitli dogrusal olmayan modeller ve baslangiç degerleri için çogu zaman ise yaradigi da kanitlanmistir. Bu algoritmayla ilgili ayrintilar için, bkz. Levenberg, K., "A Method for the Solution of Certain Problems in Least Squares," Quart.

Least Squares Estimation of Nonlinear Parameters," SIAM J. Appl. Math, Newton algoritmasi gibi diger iyi bilinen algoritmalar da ayni ayarlamayi yapmak için oldukça uygundur. 4. Uyum, belirtilen yakinsama kriterlerine ulasana kadar 2. adima dönerek islemi tekrar edin.

Dogrusal Olmayan Saglam Uydurma veya Agirlikli Dogrusal Olmayan Uydurma gibi diger uydurma prosedürleri kullanilirken, yukarida açiklanan islem adimlari buna göre degistirilmelidir.

Mevcut bulusun baslica uygulama sekillerinden biri, uydurma katsayilari kalite veya iyilik analizidir. Açik bir sekilde, iyi ( S,R,U0) katsayilarinin çikarilmasi, analiz tekrarlanabilirligini arttirir ve ayrica hücre parçalarinin kesin bir sekilde izlenmesini de saglar. Ünite 8'de, uydurma katsayisi kalite analizine odaklanilmaktadir. Uydurma iyiliginin degerlendiricileri olarak birçok standart gösterge kullanilabilir. Ünite 8,de iki uydurma istatistigi desteklenmektedir: R kare ve güven sinirlari. Birincisi, uyumun verilerin varyasyonunu açiklamada ne kadar basarili oldugunu ölçer.

Baska bir deyisle, R-kare, gerçek degerler ile tahmin edilen degerler arasindaki korelasyonun karesidir. Çoklu korelasyon katsayilarinin karesi ve çoklu belirleme katsayisi olarak da adlandirilir. Formal olarak, R-kare, regresyon karelerinin toplaminin (SSR) ve toplam kareler toplaminin (SST) orani olarak tanimlanir. SSR söyle tanimlanir: SST de ortalama ile ilgili karelerin toplami olarak adlandirilir ve söyle tanimlanir: burada SST = SSR + SSE. Bu tanimlamalar göz önüne alindiginda, R- kare söyle ifade edilir R-kare, daha iyi bir uyumu gösteren 1 degerine daha yakin bir degere sahip olacak sekilde 0 ile 1 arasinda herhangi bir deger alabilir. Örnegin, 0,8234ilük bir R2 degeri uyumun ortalama ilgili verilerdeki toplam varyasyonun % 82,34'ünü açikladigi anlamina gelir. Mevcut bulusun tercih edilen bir ifade sekline göre, 0,99'dan az bir R2 ile olusturulan tüm üçlemeler sürecin bir sonraki adimi için hesaba katilmaz. Ünite 8'de, uydurma parametrelerinin güven sinirlari hesaplanir. Güven sinirlari iliskili katsayilarin alt ve üst degerlerini tanimlar ve araligin genisligini tanimlar. Bu aralik genisligi, uydurulan katsayilar, öngörülen gözlem veya öngörülen uyum ile ilgili belirsizligi gösterir. Örnegin, uydurulan katsayilar için çok genis bir aralik, katsayilar hakkinda çok kesin bir sey söylenmeden önce uydurma sirasinda daha fazla veri kullanmamiz gerektigini gösterir. Sinirlar, belirtilen bir kesinlik seviyesiyle tanimlanir. Kesinlik seviyesi genellikle %95'tir, ancak %90, %99, %99,9 vb. herhangi bir deger olabilir. Örnegin, yeni bir gözlem öngörme konusunda %5'Iik bir yanlis olma sansini degerlendirmek isteyebiliriz. Bu nedenle, %95 tahmin araligini hesaplariz. Bu aralik, yeni gözlemin aslinda alt ve üst tahmin sinirlari dahilinde yer aldigina dair %95 sansimiz oldugunu göstermektedir. SEKIL 6'da, Denklem 1'in dogrusal olmayan bir egri uydurma islemine yönelik güven sinirlarinin bir örnegi gösterilmektedir.

Iyi uydurma istatistiklerinin, olusturulan üçlemlerin hücre karakterizasyonu için uygun oldugu anlamina gelmedigine dikkat edin.

Aslinda, ünite 6'daki filtreleme islemi iyi yapilmadigi takdirde, kötü kosullu veri noktasi degerleri için iyi uydurma istatistikleri elde edilebilir.

Iyi güven düzeyine sahip uydurma katsayilari nihai karakterizasyon islemine referans olarak kullanilir. Ünite 9, elementer hücre için üretilen her bir uydurma parametresinde bir siniflandirma veya gruplama prosedürü uygular. Gruplama sürecinin amaci, her bir uydurma parametresinin araligini islem siniflarinda düzenlemektir. Bir uydurma parametresinin bir siniftan digerine tasinmasi, potansiyel erken yaslanmanin ya da performans kaybinin bir göstergesidir. Operasyon siniflarina parametrelerin üyeligi de, elementer hücre bilesenlerine (membran, anot ve katot) göre analiz edilebilir.

Zamana iliskin bir parametre degeri degisikligi, bir membran deligi, bir katot birikintisi veya Hardee tarafindan ögretildigi gibi bir anot korozyonu gibi elektrolizör kismindaki bir arizanin göstergesidir. Tercih edilen bir uygulama sekline göre, siniflandirma prosedürü tesis uzmani tarafindan tanimlanan bir katsayi referans araliginda veya bir referans olarak tanimlanan bir islem bölgesine dayali olarak uygulanir. Bir referans katsayisi, "Referans Hücre" adi verilen bir hücreden çikarilir; bu da, ayni veya esdeger bilesenlere sahip olanlara kiyasla yeni veya iyi performans gösteren bir hücre olarak bilinir. Örnek olarak, SEKIL Tde sinif 1 “yeni kaplama” 16, sinif 2 “eski kaplama” 15, sinif 3 “Kaplamasiz olma” 14 seklindeki 3 islem sinifinin tanimlanmasi durumunda bir elementer hücrenin Uo katsayisinin evrimi gösterilmektedir. Bunun yani sira, sinif 1'den sinif 3'e kadar olan Uo kaymasi, bu hücrenin elektrot kaplamasini kaybetmekte oldugunu da açikça göstermektedir. Uo degerlerini hücre 8'in (referans hücresi) degerleriyle karsilastirmak suretiyle elektrolizör içerisindeki hücrenin 16davranisini anlayabilecegimiz baska bir örnek, SEKIL 8'de gösterilmistir.

Siniflandirma prosedürünü gerçeklestirmenin bir yolu, bulanik C ortalama kümelemesi algoritmasini kullanmaktir. Bu algoritmaya göre, kullanici, referans uydurma katsayisi araligindaki istenen sayida grubu tanimlamali, ardindan yeni sunulan degerlerin üyelik derecesi, önceden tanimlanmis referans gruplarina göre tanimlanmalidir.

Karakterizasyon parametrelerini izlemenin baska bir yolu, önceden tanimlanmis bir yaslanma modeline (hücre bilesenleri teknolojisi ile ilgili olarak) kiyasla sapmalarini takip etmektir.

Son olarak, referans katsayilari, islem siniflari ve ilgili önleme faaliyetleri Karakterizasyon Veri Tabani Ünitesinde (Ünite 10) saklanir. Ünite, çevrimiçi analiz ve uydurma parametrelerine dayali uzun süreli hücre karakterizasyonunda yüksek seviyeli bir tanilama motoru islevi görür.

SEKIL 9*da, mevcut bulusun bir baska ifade sekli tarif edilmektedir. Akis diyagrami, elektrolizörün genel performansinin ve verimine dayali taninin degerlendirilmesine yönelik metodolojiyi göstermektedir. Tanilama süreci iki asamadan olusur: bir ögrenme asamasi ve bir dagitim asamasi.

Tercih edilen bir uygulama sekline göre, ögrenme asamasinda, elektrolizörden elde edilen veriler, bir geçmis veritabani Ünitesinde (Ünite 17) depolanir. Veri tabanindan hücre voltaji, akim, akis vb. gerçek zamanli kayitlar ile elektrolizör giris ve çikis pH'si, kirlilik birikintileri vb. anlik ölçümler seklinde iki veri kategorisi alinir. Bulusun bu ifade seklinin yüksek verimlilikte elektrolizör performansiyla ilgili olmasi nedeniyle, analiz islemi sadece kararli hal islem bölgelerinde gerçeklestirilir. Ünite 18tde, elektrolizör akimi gibi bir sürüs parametresi temelinde sabit durum islem bölgelerinden seçilir. Ayrica, kapatmalara, baglantisi kesilmis veya yerinden kaymis sensörlere bagli kötü kosullu veri noktalari da filtrelenir.

Veriler, çesitli temin zaman damgalariyla farkli kaynaklardan geldiginden, Ünite 18, ayni zaman damgasina sahip veri serilerini üreten senkronizasyon islemini de gerçeklestirir.

Tesis uzmanlik bilgisine dayanarak, Ünite 19, elektrolizör için akim veya üretim verimini hesaplar. Üretim veya akim verimi hesaplamasi kullanilan hücre teknolojisine, üretilen ürünlere ve kontrol hedeflerine baglidir. Örnegin, klor-alkali tesisleri için, verimlilik bir veya iki ürün (katot veya anot parçasi) için hesaplanabilir. Formal olarak, verimlilik, üretilen türlerin teorik üretime (akim tüketimine dayali olarak) orani olarak tanimlanir.

Verim hesaplamasinda her ne kadar kütle dengesi önemli bir rol oynasa da, kötü kosullu ölçümleri ünite 18 üzerinden filtrelemek önemlidir. Tercih edilen bir ifade sekline göre, ünite 20, oldukça az bir zaman diliminde (günler veya haftalar) elde edilen akim verimini maksimize eden islem parametreleri degerlerini (örnegin kostik soda çikis konsantrasyonu, katolit sicakligi) üretir. Üretilen islem degerleri tesis fabrikasinda (21) test edilir. Elde edilen performansin yeterli olduguna karar verilmesi durumunda, degerler ünite 22 ile tahmin modelini olusturmak üzere referans olarak kullanilacaktir. Tahmin modelleri, nöral aglar gibi parametrik veya parametrik olmayan modelleme teknikleri kullanilarak maksimum verim degerlerini islem parametreleriyle iliskilendirmektedir.

Son olarak, olusturulan modeller ve ön isleme faaliyetleri Karakterizasyon Veri Tabani ünitesinde (ünite 23) saklanir. Dagitim asamasinda, elde edilen ve islenen ham verilere (24) referans model (25) uygulanarak elektrolizör verimi tahmin edilir. Bu tahmine istinaden, önleyici kontrol faaliyetleri (ayarlarin, esiklerin ayarlanmasi vb.) daha iyi planlanmaktadir.

Istemier 1. Asagidakileri içeren en az bir elektrolizör elemani performansinin izlenmesine iliskin bir yöntem olup, a) bir akim-gerilim egrisinin (7) uydurulmasiyla, bahsedilen en az bir elektrolizör elemanindan her birinin karakterizasyonu; b) bahsedilen en az bir elektrolizör elemani karakterizasyonunun bir sinir esigi veya referans yaslandirma modeli ile karsilastirilmasi ve c) bahsedilen karakterizasyon, bahsedilen önceden tanimlanmis referanstan saptiginda elektrolizör elemaninin arizali veya erken yaslandigi sonucunun çikarilmasi adimlarini içerir, ve belirleyici özelligi söz konusu egri uydurma isleminin baslatma bölgeleri, kapatma bölgeleri ve yük degisim bölgelerinden olusan gruptan seçilen elektrolizör elemaninin islem bölgelerinde (11, 12, 13) gerçeklestirilmesidir. . istem 1'de bahsedilen yöntem olup, burada bahsedilen en az bir elektrolizör elemani, endüstriyel ölçekte kullanilan herhangi bir elektrokimyasal hücreyi (anot, katot veya ayirici) içerir. . istem 1 veya 2'de bahsedilen yöntem olup, burada bahsedilen egri uydurma (7), baslatma (11), kapatma (12) veya yük degisim (13) islem modlarindan çikarilan akim-gerilim egrisinin en az kare dogrusal veya dogrusal olmayan regresyonunu gerçeklestirir. . Önceki istemlerden herhangi birinde bahsedilen yöntem olup, burada egri uydurma katsayilari degerleri zaman boyunca izlenir ve bir referans yaslandirma modeliyle karsilastirilir. . Önceki istemlerden herhangi birinde bahsedilen yöntem olup, burada referans modele göre egri-uydurma katsayilarinin egilim sapmasi, elektrolizör islem performansi hakkinda bir sonuç ortaya koyar. 6. Asagidakilerden olusan akim-gerilim egrisinin uydurulmasi yoluyla çok sayida elektrolizör elemaninin karakterize edilerek izlenmesine iliskin bir sistem: a) egri uydurma analizine uygun islem bölgelerini seçmek için bir çikarma ünitesi (5); b) kötü kosullu, eksik veya aralik disi veri noktalarinin kaldirilmasi ve verilerin standartlastirilmasi için bir filtreleme ünitesi (6); c) akim-gerilim veri noktalari için geçerli kullanici tanimli denklemler kullanilarak dogrusal veya dogrusal olmayan regresyon gerçeklestiren bir egri uydurma ünitesi (7); d) egri uydurma ünitesinde (7) gerçeklestirilen uydurma kalitesine yönelik göstergeler saglamak için bir egri uyum iyiligi analiz ünitesi (8); e) elektrolizör eleman teknolojisi ve referans degerlerine göre egri uydurma parametrelerinin siniflandirilmasi için bir egri uydurma parametreleri karakterizasyon ünitesi (9); ve f) uydurma katsayilarini ve karakterizasyonlarini depolamak için bir karakterizasyon veritabani (10). olup, belirleyici özelligi, söz konusu islem alanlarinin (11, 12, 13) baslatma bölgeleri, kapatma bölgeleri ve yük degisim bölgelerinden olusan gruptan seçilmesidir. 7. Istem 6'da bahsedilen sistem olup, burada söz konusu elektrolizör elemanlari, endüstriyel ölçekte kullanilan herhangi bir elektrokimyasal hücreyi içerir. 8. Istem 6 veya 7'den herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu çikarma ünitesi (5), bir sürüs parametresine analitik yöntemler uygulanarak baslatma (11) kapatma (12) ve yük degisim (13) bölgelerini seçer. 9. Istemler 6 ila 8'den herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu filtreleme ünitesi (6), bahsedilen elektrolizör elemani geriliminin her birinde kullanici tanimli standardizasyon gerçeklestirir ve kötü kosullu veri noktalarini ortadan kaldirir. . istem 6 ila 9'dan herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu egri uydurma ünitesi (8), kullanici tanimli bir denklem üzerine uygulanan akim-gerilim egrisinin en küçük kare dogrusal veya dogrusal olmayan regresyonunu gerçeklestirir. 11. istem 6 ila 10'dan herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu egri uydurma iyiligi analizi, R kare ve güven sinirlari dahil olmak üzere standart göstergeler saglar. 12. Istemler 6 ila 11'den herhangi birinde bahsedilen sistem olup, burada söz konusu egri uydurma parametreleri karakterizasyon ünitesi, Egri Uydurma ünitesi tarafindan üretilen uydurma katsayilarinin hücre bilesenleri teknolojisine dayali gruplar içerisinde siniflandirilmasini gerçeklestirir. 13.Istem 8'de bahsedilen sistem olup, burada söz konusu sürüs parametresi akimdir. 14.Istem 12'de bahsedilen sistem olup, burada söz konusu gruplama prosesi, tesis uzmani tarafindan veya referans yaslandirma modellerine göre denetlenir.

Seyreltik Katyon Geçirgen Hz NaOH membran î_ 1 / : mis; g Katalitik KaplamaliT1Ç 1 ::I kgplamali anodu ;j #3? k Nikatodu NaCI HiO Seyreltik NaOH Akim akisi SEKIL 1 (Teknigin Bilinen Durumu) Baslatma, kapatma, Alakasiz ölçümlerl Egtl Uydurma Ge'îmls bölgelerinin standardizasyonunu Gerçeklestirilmesl Veritabani çikarilmasi ûltreleme Egrl Uydurma lylligl Anallzl Siniflandirmanin gerçeklestirilmesi ve uydurma katsayilariniri karakterinsyonu Karakteriza syon Bilgi Verliabani 11 ' '3 :00:00 Çgiipq "kü" Zama n Da mgasi 23._ _ .......... . i ›( YukGerIllm Egrlsl ` uydurma egrlsl 2.15 9 . g 2.5._ _If/I ne* ":1, 3 1/ ,1% 'f /' 2( x' .› 05' 1 7 7 1.3 i 'I .._ 2.5 Yuk(kai'm2) Bir hücre için UO degerleri Egri endeksi UO degerhri Referans Hucie iI Hun-:- numarasi uzman lik bi Igisi /19 20 Ögrenme Asamasi l { ; Giiçmis : v0 islam bolgolerini + Eiiîkt rOIiu Verim 'P' Deger|er|n|n Venubani mm'em esap amasi Çikarilrnasi 18 Saha testi Tahminlmodel üretimi P" 22 Katakurixasyon 23 Bilgi Veritabani / 26 Dagitim Asamasi Gerçek zamanli .- Verimlilik tahmini Kontrol ve önleyici faaliyetler TARIFNAMEDE ALINTI YAPILAN REFERANSLAR Basvuru sahibi tarafindan alinti yapi/an referanslar sadece okuyucuya kolaylik saglanmasi amaci tasir. Avrupa patent belgesinin bir parçasini teskil etmez. Referans/arin der/enmesinde büyük özen gösterilmis olsa da, hata/ar ya da atlama/ar olabilir ve EPO bu konuda hiçbir sorumluluk Üst/enmemektedir.

Tarifnamede alinti yapilan patent belgeleri Tarifnamede alinti yapilan patent harici belge ve dokümanlar K.L. HARDEE. A Simple Procedure for Evaluating Membrane electrolyzer Performance. Modern Chlor- Alkali Technology, 1995, vol. 6, Voltage-Current curves: D.BERGNER; M. HARTMANN; H. KIRSCH. Modern Chlor- Alkali Technology. vol. 4 - THOMAS A. DAVIS; J. DAVID GENDERS; DEREK PLETCHER. lon Permeable Membranes . LEVENBERG, K. A Method for the Solution of Certain Problems in Least Squares. Quart. Basvuru - MARQUARDT, D. An Algorithm for Least Squares Estimation of Nonlinear Parameters. SIAM J.

Claims (1)

1. ISTEM Mevcut bulus, egri uydurma analizi ve verimliliginin optimizasyonuna dayali elektrolizörle tanilamaya yönelik bir yöntem ve sistem saglamaktadir. Mevcut bulus, elektrokimyasal hücre bilesenlerinin egri uydurma islemi kullanilarak izlenmesi ve öngörü modelleri vasitasiyla genel elektrolizör performansinin tahmin edilmesi ile ilgilidir. Mevcut bulusta bahsedilen sistem, uygun çalisma bölgelerini, bir filtre ünitesini, akim-gerilim veri noktalarina uygulanan kullanici tanimli denklemleri kullanmak suretiyle dogrusal veya dogrusal olmayan regresyonun gerçeklestirildigi bir egri uydurma ünitesini ve egri uyumu iyiligi analiz ünitesini seçmek amaciyla bir çikarma ünitesi içerirv Bölgeler, baslatma bölgeleri, kapatma bölgeleri ve yük degisim bölgeleri olarak tanimlanir. Sistem ayrica elektrolizör hücrelerinin bilesen teknolojisi ve referans degerlerine göre egri uydurma parametrelerini siniflandirmak için bir egri uydurma parametreleri karakterizasyon ünitesini ve uydurma katsayilarini ve bunlarin karakterizasyonunu depolamak için bir karakterizasyon veritabanini da Içermektedir.