探究基于线性规划的间歇过程用水网络综合

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1、yBD39BB分娄号：T002l出缀侏密学校代码11111一学号：2002011005鲁纛斜‘馥太营硕士研究生学位论文论文题目：基于线性规划的间歇过程姓名指导教师学科专业专业代码研究方向用水网络综合：刘俊玲：李玉刚副教授程华农副教授：化学工程：081701化工系统工程青岛科技大学研究生学位论文基于线性规划的间歇用水网络优化摘要近年来，由于水资源的日趋紧张以及社会对环境保护的日益重视，减少新鲜水用量和废水排放已成为人们日益关注的问题。有两种方法可以达到上述目的，第一种是工艺过程的改变(如用空气冷却器而不用冷却塔)；第二种是优化生产过程的用水网络

2、来减少新鲜水用量和废水排放量。本文对间歇化工过程的用水网络的设计进行了研究，提出了基于线性规划的优化设计方法。新方法对间歇过程的每个操作假定为一个操作接一个储罐，该储罐中水可以作为其它操作的水源。并对储罐能提供给其它单元的水量分三种情况进行了讨论。确定了各罐能够提供给其它单元的水量。然后对所有操作按出口浓度从d,N大排序，如果出口浓度相同，则按入口浓度从低到高排序。构造间歇过程用水网络的超结构。通过求解软件GAMS进行求解，得出了最优的结构参数。最后，对罐的数目进行了讨论，得出了罐数目的简化原则：(1)计算每个周期中各个罐中水体积与时间的变化

3、关系，对那些罐填充时间和空置时间相互错开的，可以合为一个罐。(2)对那些不能回用的高浓度废水可以进入一个废水罐，该单元的废水罐可以取消。(3)对于一个流股在每个周期都全部回用，则不需要储罐。本方法避免了不同浓度的水的混合，增加了水的回用机会，使得新鲜水的用量最少，同时构造了用水网络的最终结构图，并通过实例的计算结果表明，本文算法是简单有效的。关键词间歇过程线性规划法用水网络优化基于线性规划的间歇过程用水网络综合OPTlMlZATlONOFWATERUSElNBATCHPROOESSlNDUSTRlESBASED0NLlNEARPROGRAMM

4、INGABSTRACTRecentyears，becauseofwaterscarcityandanincreasingenvironmentalawareness，thepeoplepaymoreattentiontodecrease毹shwaterconsumptionandwastewaterproduction．Therearetwowaystoreachthepurposeasbefore．First，fundamentalchangeismadetoprocesses．(suchasusingaircoolersinsteadof

5、cootingtowers)；Second,watern咖。盘isoptimizedtoprocesses．AmethodbasedOillinearprogrammingisproposedtoopti面zewaternetworkinhatchchemicalprocesses．Foreachoperationofthebatchprocess，thenewmethodassunlesitconnectedwithatank．Thewaterinthetankcanbeasinletflowforotheroperationsatanyt

6、imeiftheconcentrationlimitsaresatisfied．Thewatervolumeprovidedbythetankfortheoperationisdividedintothreeclassestodiscussandcalculatedwatervolume．Thenalloperationsareorderedwimoutletstreamsfromthehighconcentrationtolow．IfoutletconcentrationsaresalD_e，theseoperationsareordere

7、dbytheinletconcentration．Asuperstructureisbuilttocontainalloperationsandtanks．BysolvingthelinearmathematicalequationswithGAMScorrespondingtothesuperstructure,theoptimalstructuralparametersareidentified，Finaltanknumberneededisdiscussedandcarriedoutsomerulesofsimplification：(

8、1)Calculationwatervolumeineachtankvariablewithtimeineachperiod．Ifthefillingandfree