間歇過程水分配網(wǎng)絡優(yōu)化研究.pdf

1、隨著水資源危機和環(huán)境污染問題日益嚴峻，水分配網(wǎng)絡優(yōu)化問題已經(jīng)成為學術界和工業(yè)界關注的焦點。以往研究多集中在連續(xù)過程，但隨著間歇過程在過程工業(yè)的應用越來越廣泛，再加上間歇過程又多伴隨著高污染廢水的產(chǎn)生，間歇水分配網(wǎng)絡優(yōu)化研究的重要性也愈加凸顯。
　　隨著研究的深入，間歇過程水分配網(wǎng)絡優(yōu)化研究逐漸向復雜問題和實際工程應用拓展，包括：再生技術之間的選擇與集成，多雜質(zhì)對水分配網(wǎng)絡效能的影響以及與間歇生產(chǎn)的交互集成等。本文將重點對這些問題進

2、行探究，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.本文提出了系統(tǒng)的優(yōu)化框架對不同再生操作模式和再生技術進行研究。其中，考慮多個具有幾種候選技術的再生模塊，并依據(jù)操作模式將其分為間歇和半連續(xù)兩類。通過這些具有特定技術的再生模塊間的集成，可進一步降低系統(tǒng)的新鮮水消耗和廢水排放。基于此，本文提出了改進的狀態(tài)空間超級結構，囊括具有多個儲罐的用水網(wǎng)絡以及再生網(wǎng)絡以涵蓋所有可能的配置結構。然后，基于改進的超級結構，構建相應的混合整數(shù)非線性規(guī)劃（mixed-

3、integer nonlinear programming，MINLP）模型以獲得具有最小年總投資費用的水分配網(wǎng)絡，并且模型還包括再生子系統(tǒng)和儲罐的調(diào)度模型。此外，為降低模型的求解復雜度，本文還提出基于啟發(fā)式規(guī)則的求解策略。最后，引入相關算例以驗證所提方法的有效性。
　　2.在上一部分的研究基礎上，重點探究雜質(zhì)對水分配網(wǎng)絡優(yōu)化的影響，包括再生效率隨雜質(zhì)類型的變化以及雜質(zhì)對再生過程的抑制作用。并考慮滲余側流股的直接回用和進一步再生回

4、用，以盡可能挖掘節(jié)水減排的機會?；谏鲜鰩c，建立相應的 MINLP數(shù)學模型。最后，算例研究結果表明，所提方法不但能獲得具有較低年總投資的水分配網(wǎng)絡，還能兼顧雜質(zhì)對其效能的影響。
　　3.近年來，許多學者開始同步優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度與用水網(wǎng)絡，這些同步優(yōu)化方法多基于單一時間表達方式。為克服以往單一采用全局連續(xù)時間模型復雜度大和特定單元事件點模型解空間存在丟失的缺陷，本文提出混合時間表達方式，即分別用特定單元事件點和非均勻離散時間描述調(diào)度模