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单杂质间歇过程用水网络优化

作　者: 毛文锋
导　师: 程华农
学　校: 青岛科技大学
专　业: 化学工程
关键词: 用水网络优化线性规划非线性规划再利用间歇过程
分类号: TQ085
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 67次
引　用: 5次
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内容摘要

水资源短缺是人类面临的重大问题。节约用水，提高水资源的利用效率，是解决水资源问题的重要一环。一个企业或社区所有用水过程的集合构成一个用水网络，它也是一个质量交换网络。对于这样的网络，如何合理安排用水过程，即如何优化用水网络的设计以节约新鲜水用量，是非常有意义的课题。近十几年来有许多学者对此开展了认真的研究，提出了许多有价值的观点和方法，如夹点分析法和超结构法等，这些方法大多适用于连续过程。对于间歇化工过程，由于其自身的复杂性，这方面的研究较少。作者在夹点分析法和已有的超结构法有关理论成果的基础上，从分析各类用水网络的特性入手，以数学规划为工具，研究了单杂质间歇化工工程再利用过程的最小新鲜水量问题。主要内容有以下几点： 1、提出了确定间歇过程最小新鲜水量的线性规划法。通过在间歇过程的每一个单元操作后都接一个储罐的方法，来消除时间对于再利用的限制。建立超结构，利用一定的规则对超结构进行简化，同时列出数学模型，利用GAMS对数学模型进行求解，从而得到最小新鲜水量。然后对结果进行分析，得出最优的用水网络结构。 2、提出了确定间歇过程最小新鲜水量的非线性规划法。通过在用水系统中引入一个中间储罐，用来接收所有单元操作结束时的废水，且储罐的容积不受限制，从而实现再利用。建立超结构，利用一定的规则对超结构进行简化，同时列出数学模型，利用GAMS对数学模型进行求解，可以同时得到最小新鲜水量和最优的用水网络结构。

全文目录

前言  8-9
符号说明  9-10
第一章: 文献综述  10-27
  1.1 水资源问题  10-11
    1.1.1 世界的水资源问题  10
    1.1.2 中国的水资源问题  10-11
    1.1.3 解决水资源问题的根本途径  11
  1.2 过程综合  11-12
  1.3 质量交换网络  12-13
  1.4 用水网络  13-16
  1.5 用水网络优化方法  16-21
    1.5.1 水源图法  16-17
    1.5.2 导向目标图解法  17
    1.5.3 夹点分析法  17-18
    1.5.4 数学规划法  18-20
    1.5.5 树搜索法  20
    1.5.6 水夹点技术和数学规划的比较  20-21
  1.6 用水网络设计的应用  21
  1.7 间歇过程与连续过程的比较  21-23
  1.8 间歇过程用水网络进展  23-25
  1.9 GAMS简介  25-27
第二章: 基于线性规划的间歇过程用水网络优化  27-58
  2.1 问题描述  27-28
  2.2 优化方法  28-30
    2.2.1 用水网络超结构的确定  28-29
    2.2.2 超结构的简化  29-30
  2.3 数学模型  30-32
    2.3.1 数学模型  30-32
    2.3.2 中间罐数目的简化  32
  2.4 最优结构和最小水量的确定  32-35
  2.5 案例研究  35-56
    2.5.1 实例1  35-39
    2.5.2 实例2  39-47
    2.5.3 实例3  47-52
    2.5.4 实例4  52-56
  2.6 本章小结  56-58
第三章: 基于非线性规划的间歇过程用水网络优化  58-74
  3.1 问题描述  58-59
  3.2 优化方法  59-62
    3.2.1 超结构的建立  59-60
    3.2.2 超结构的简化  60-62
  3.3 数学模型  62-64
    3.3.1 数学模型  62-64
    3.3.2 数学模型的非线性  64
  3.4 案例研究  64-73
    3.4.1 实例1  64-68
    3.4.2 实例2  68-73
  3.5 本章小结  73-74
第四章: 结论和展望  74-76
参考文献  76-80
致谢  80-81
攻读学位期间发表的学术论文目录  81-82
独特性声明  82
关于论文使用授权的说明  82

单杂质间歇过程用水网络优化

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