間歇過(guò)程水分配網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著水資源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，水分配網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問(wèn)題已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。以往研究多集中在連續(xù)過(guò)程，但隨著間歇過(guò)程在過(guò)程工業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，再加上間歇過(guò)程又多伴隨著高污染廢水的產(chǎn)生，間歇水分配網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究的重要性也愈加凸顯。
　　隨著研究的深入，間歇過(guò)程水分配網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究逐漸向復(fù)雜問(wèn)題和實(shí)際工程應(yīng)用拓展，包括：再生技術(shù)之間的選擇與集成，多雜質(zhì)對(duì)水分配網(wǎng)絡(luò)效能的影響以及與間歇生產(chǎn)的交互集成等。本文將重點(diǎn)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)

2、行探究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.本文提出了系統(tǒng)的優(yōu)化框架對(duì)不同再生操作模式和再生技術(shù)進(jìn)行研究。其中，考慮多個(gè)具有幾種候選技術(shù)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(guò)這些具有特定技術(shù)的再生模塊間的集成，可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的新鮮水消耗和廢水排放?；诖?，本文提出了改進(jìn)的狀態(tài)空間超級(jí)結(jié)構(gòu)，囊括具有多個(gè)儲(chǔ)罐的用水網(wǎng)絡(luò)以及再生網(wǎng)絡(luò)以涵蓋所有可能的配置結(jié)構(gòu)。然后，基于改進(jìn)的超級(jí)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建相應(yīng)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(fèi)用的水分配網(wǎng)絡(luò)，并且模型還包括再生子系統(tǒng)和儲(chǔ)罐的調(diào)度模型。此外，為降低模型的求解復(fù)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(guān)算例以驗(yàn)證所提方法的有效性。
　　2.在上一部分的研究基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探究雜質(zhì)對(duì)水分配網(wǎng)絡(luò)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(duì)再生過(guò)程的抑制作用。并考慮滲余側(cè)流股的直接回用和進(jìn)一步再生回

4、用，以盡可能挖掘節(jié)水減排的機(jī)會(huì)。基于上述幾點(diǎn)，建立相應(yīng)的 MINLP數(shù)學(xué)模型。最后，算例研究結(jié)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(luò)，還能兼顧雜質(zhì)對(duì)其效能的影響。
　　3.近年來(lái)，許多學(xué)者開(kāi)始同步優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度與用水網(wǎng)絡(luò)，這些同步優(yōu)化方法多基于單一時(shí)間表達(dá)方式。為克服以往單一采用全局連續(xù)時(shí)間模型復(fù)雜度大和特定單元事件點(diǎn)模型解空間存在丟失的缺陷，本文提出混合時(shí)間表達(dá)方式，即分別用特定單元事件點(diǎn)和非均勻離散時(shí)間描述調(diào)度模