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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小到大排序,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。