探析废物最小化的过程集成方法研究

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1、大连理工大学博士学位论文废物最小化的过程集成方法研究姓名：高瑛申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：姚平经20010401摘罄要照着化学工业的迅速发展，忧学工业的生产活动程漕耗大量的资源和能量瓣强对，产垒了多方疆静鼙境彩旗，化工过程静污染瓣瑟由于对天畿帮环境静影响已在全世界范围内引起越来越多的关注。废物最小化是从源头自0减废物的产生以及物质的循环再利用，降低物质和能量消耗，提高过程效率和产品质量，最大限度减少生产过程对环境的污染，达到节约瓷源，保护人类赖以生存的环境的晷鹊，怒实施瀵涪生产、实瑰经济垮拜境蘸协调袋震翡重要攘藏。本文针对化工过程环境污染问题，

2、总结了目前清浩生产的研究状况及发展趋势，对解决环境问题的废物最小化的过程集成方法进行了理论与实例研究。论文主要蠹窖蠢：1．过程集成是清洁生产实施的关键技术之一。它是通过最少的物质和能量消耗和最大限度地回收物质和能量实现最大设计效率，是废物最小化过程设计的基础。率文在总结清港生产的研究现状及疲秘最小化的过程集成方法的研究遂晨錾稿之上讨论了废物激小亿过程设计的慧藩策隆，建立了戳过程集成为基础的废物鼹小化过程设计的总体框架，将多目标优化作为过程经济、环境等性能协调优化的实现工具。2．囊予凌糖最曩、豫

3、、嗣题蔫要在产品、过程设诗孛考虑环境因素，玮境彭晌的定量化是避行

4、过程环境性能评价的基本前提。本文讨论了基于污染物平衡原理的化工过程环境影响评价方法。将环境影响因素集成到过程路径阁中，直观地袭示出全过程的环境影响负荷韵变化情况。化工过程的环境影响评价可用于确定过程审臻境影稳较为严羹静环节，确定遂程袭避瓣嚣振，也可嗣手环境友好过程方案的选择。本文将化工过程的环境影响评价作为优化问题翻造的方法，并把环境因索纳入过程优化中，与过程设计的其他因数进行权衡，实现过程经济、环境等性能的协调优化。3。考纛环境因素的避翟设诗需要蹋辩考虑环境稻经济等霾标，强l}

5、=废秘堆小化的过程设计往往需饕进行多个设计目标的权衡，以实现过程性能的协调优化

6、。本文进一步研究了多目标优化问题的求解方法，采用多目标遗传算法的{#劣撵痔逶旋发努配燕酶，把模拟遐火舞法豹思想融入多曩标遗传爨法中，开大连理工大学博士学位论文发了多目标遗传．模拟退火算法。将模拟退火算法引入多目标遗传算法的变异澡作中，由于模拟退火算法采用Metropolis准则接受麓的解，从而使算法具有逃脱局部最优解，向全局最优解所在的隧域靠近的优点，减少了陷入局部展优解豹霹毙挂。逶遘溅试函数瓣鬟l试及英程疲穆最，l、纯多嚣标蕊纯离题孛的实蓐应用验证了本文提出的方法的有效性。4，本论文结合合成飘生产的工程赏例，进行化工过程废物最小化造的实例研究，并在废物最小

7、化过程设计的总体框裂下，进一步提出了基于过程模拟的废物最小纯遗手呈黧艨方法，并爨凝滚强彀系统燕铡透嚣说明。谯过程模瓤基穗上，遥过穗经网络把物质和能量信息以及变量间豹必系从AspenPlus转移到优化模型上，从而将过程横溅与废物最小化的优化模型(环境、经济评价模型)结合超来，并通过多目标遗传，模拟退火算法进行过程方案的多目标优化，嶷现了在过程严格模拟基础土壤甥最，l、纯豹过程集藏，戮及系统物骥魏戆量黪综合琴l薅、蓬程巧境鞠经济牲藐的协调优化。关键词：废物最小化，过稷集成，过程模拟，环境影响评价，多目标优化，神经网络，多尽标遗传一模揪退火算法。。llABSTRA

8、CTWiththedevelopmentofchemicalandprocessingindustry．pollutionproblemhasattractedincreasingconcernintheglobalscopeforitsimpactontheenvironmentandhumanhealthWasteminimizationprogramisofgreatimportanceforsustainabledevelopmentinthefuture．Byavoidingorreducingtheproductionofwaste，ortore

9、coverandreusethewastesiftheircreationcannotbeavoided．wasteminimizationisaneffectiveapproachtosolvethepollutionprobleminchemicalindustryExceptforimprovingtheprocessefficiencyandatthesametimereducingwastegeneration，wastemlol‘mlzatloocarlalsobringthedualbenefitoflowere舶uenttreatmentco

10、stsandlowerrawmaterialscos