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对间歇化工过程的单杂质用水网络提出了以新鲜水量最小为目标的优化设计方法。该方法对间歇过程的每个操作假定为一个操作接一个储罐,对所有操作按出口浓度从小到大排序,避免了高浓度水回用到低浓度水的操作中,去掉了用水网络中多余的连接,构造了用水网络超结构。该超结构可以表述为一个线性规划模型。通过GAMS求解该模型得出每个操作周期的最小新鲜水量,并通过证明得出该最小用水量随操作周期增加最终不再变化。该方法可以用作有、无中间储罐间歇过程用水网络综合,实例计算结果表明该方法是可行的,与其他方法相比更简单。 相似文献
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具有最简结构水回用网络的优化 总被引:5,自引:0,他引:5
当前对水回用网络的研究主要集中在如何构造新鲜水量最小的水网络, 却忽视了该水网络的不唯一性.为了降低水回用网络的费用,应考虑水网络的最简结构.今用连接数的概念来描述用水网络的结构复杂性.连接数就是新鲜水道与过程、过程与过程、过程与废水道之间连接个数的总和.今以最小新鲜水量和网络连接数为目标,在网络超结构的基础上,建立了多杂质水回用网络优化的数学模型.用该模型确定的用水网络,具有最小新鲜水用量和最简结构,因而具有很好的经济性.最后通过实例说明了本方法的有效性. 相似文献
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水夹点分析与数学规划法相结合的用水网络优化设计 总被引:18,自引:8,他引:10
提出了水夹点分析和数学规划法相结合的用水网络最优设计法。水夹点分析基于对过程用水的理解,获得新鲜水用量目标并给出用水网络设计的基本规则。在此基础上建立过程使用新鲜水、排放废水和回用的各种可能匹配方案的用水网络超结构及其MINLP模型。既避免了用水夹点综合设计用水网络得不到真正意义上的最优解,又在一定程度上防止超结构规模过大,MINLP维数太高,求解困难。采用通用代数建模系统GAMS得到用水网络最优设计方案。文献中的应用实例表明,本文所提方法可充分发挥水夹点分析确定新鲜水用量或回用结构的简洁实用性和超结构MINLP寻求最佳方案的优点。 相似文献
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当前对水回用网络的研究,主要集中于在用水过程情况确定条件下构造新鲜水量最低的用水网络,忽视了用水过程的变化性.本文以配合法构造用水网络,每一用水过程入水以新鲜水、低污染回用水和高污染回用水配合获得,使各过程进水流量比尽可能趋近1,各过程按出口极限浓度由低到高依次运算.该方法以过程为运算单元,所以可针对具体过程,通过即时修改可回用水的流量、浓度等运算参数实现条件改变下的用水网络构造,同时有利于实现用水网络的在线优化和成本控制.最后通过实例说明了该方法的有效性. 相似文献
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污水循环回用,提高污水的重复利用率,是实现节水优化的有效途径。再生后浓度是影响污水回用再生系统新鲜水用量、操作费用的关键因素。随着处理深度的增加,再生水的水质不断上升,可匹配的水阱增加,但污水的回用成本不断上涨,再生率也相应下降,可回用水量减少。本文提出双出口再生单元再生后浓度与再生率、回用成本关系的关联模型,并求解具体的案例说明具有双出口再生单元再生循环水网络的优化设计步骤。采用改进的问题表法,确定不同再生后浓度下具有双出口再生单元再生循环水网络的目标值。综合考虑新鲜水量和操作成本,确定最优再生后浓度,并对水网络进行优化。计算实例表明,本文建立的方法是可行的。工业实例分析,石化企业雨排水处理回收利用项目考虑了再生率与再生后浓度关系,比较两种方案的节水量,以便指导方案的选择。 相似文献
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In order to take full advantage of regeneration process to reduce fresh water consumption and avoid the accumu-lation of trace contaminants, regeneration reuse and regeneration recycle should be distinctive. A stepwise opti-mal design for water network is developed to simplify solution procedures for the formulated MINLP problem. In this paper, a feasible water reuse network framework is generated. Some heuristic rules from water reuse net-work are used to guide the placement of regeneration process. Then the outlet stream of regeneration process is considered as new water source. Regeneration reuse network structure is obtained through an iterative optimal procedure by taking the insights from reuse water network structure. Furthermore, regeneration recycle is only utilized to eliminate fresh water usage for processes in which regeneration reuse is impossible. Compared with the results obtained by relevant researches for the same example, the present method not only provides an appro-priate regeneration reuse water network with minimum fresh water and regenerated water flow rate but also sug-gests a water network involving regeneration recycle with minimum recycle water flow rate. The design can utilize reuse, regeneration reuse and regeneration recycle step by step with minor water network structure change to achieve better flexibility. It can satisfy different demands for new plants and modernization of existing plants. ? 2016 The Chemical Industry and Engineering Society of China, and Chemical Industry Press. Al rights reserved. 相似文献
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将氢网络中基于剩余率的集成优化法扩展至水网络,以杂质浓度为基础进行分析,提出了基于杂质赤字的再生回用水网络图像集成优化方法。该方法无需图像试差和迭代,通过构建浓度-流量图和杂质赤字图,可确定未考虑再生回用的水网络夹点位置及最小新鲜水用量。并在此基础上,考虑再生装置和水网络的优化以及二者的集成,分析水网络的新鲜水节省量与杂质脱除率、再生水源流量及再生废水浓度的定量关系;构建定量关系图确定最小新鲜水用量随各参数的变化关系、夹点位置、最大新鲜水节省量以及一定再生条件下的极限及最优提纯参数。案例分析表明,该方法简单、高效,对于各工况下的水网络,均可使新鲜水消耗量及废水排放量减小,为工艺设计和操作提供重要的参考。 相似文献
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Water network with regeneration schemes (e.g., regeneration reuse, regeneration recycling) can reduce freshwater consumption further than water network merely with direct reuse. Regeneration reuse, compared with regeneration recycling, can additionally avoid unexpected accumulation of contaminants. Owing to these features, process decomposition can help to reduce freshwater usage and wastewater discharge of regeneration reuse water systems and achieve the results, which graphical method delivers. In this article, the effect of decomposition on water‐using process and further on regeneration reuse water system is briefly analyzed on the concentration‐mass load diagram. Then a superstructure and three sequential mathematical models, which take process decomposition into account, are in turn developed to optimize single contaminant regeneration reuse water systems. By several examples, the reliability of the models is verified. Moreover, several decomposition strategies are summarized to realize the regeneration reuse water network, which attains the targets from graphical method. The results indicate that postregeneration concentration has a major impact on the scheme of process decomposition. © 2009 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2009 相似文献
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水系统集成技术在甲醇厂的应用 总被引:1,自引:0,他引:1
水系统集成技术是把整个工业用水系统作为一个整体来看待,并考虑水质、水量的分配,从而使系统用水的重复利用率达到最大,同时废水排放量最小。甲醇企业是用水和废水排放的大户,将水系统集成技术应用于甲醇工业,具有重要意义。文中结合水系统集成技术的工业应用现状,总结了水系统集成技术在工业企业中应用的一般步骤,具体分为以下几步:选定目标系统,明确水源水阱,确定关键污染物组分和极限进出口浓度,生成初始网络和用水网络调优。并以某甲醇厂简化的用水系统为实例,采用文中所提出的一般应用步骤,对用水网络进行了优化,获得了新鲜水节水率达34.5%的节水效果。 相似文献
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水分配网络由回用、再生和废水处理3个相互作用的子系统构成。设计水分配网络需考虑质量负荷固定和流量固定两类用水操作模型。目前,兼顾两类用水操作的图形方法对水分配网络的研究局限于一个或两个子系统的设计,而缺少一种能同时处理3个子系统的方法。本文用新的方法合成了反映用水网络水源盈亏情况的总组合曲线,并由此得到最小废水量和新鲜水量。为考虑废水再生情况,提出通过用再生水线和废水线合成废水排放线的方法求解再生情况下的最小新鲜水量。同时,根据总组合曲线得到了废水组合曲线,求得最小废水处理量。实例表明,本文所提方法可在具体网络设计前,在同一浓度-质量负荷图中确定单杂质水分配网络的各目标参数,且简便易行。 相似文献