多杂质水网络超结构模型及其同步设计法  

作　　者：祝铃钰[1] 陆晓艳[1] 许轶[1] 姚克俭[1] 

机构地区：[1]绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地,浙江工业大学化学工程与材料学院,浙江杭州310032

出　　处：《化工进展》2009年第S2期421-421,共1页Chemical Industry and Engineering Progress

摘　　要：从当前水资源匾乏的现状出发,以过程工业为研究对象,对水网络的同步设计进行了探讨。在全面分析了水网络研究现状和发展趋势的基础上,对其优化设计方法进行了深入研究,主要工作包括如下。(1)对多杂质水网络的超结构分析后建立了水网络同步设计的混合整数非线性规划模型。该模型以水网络全年的总费用为目标函数,以水网络中物料守恒、废水排放中杂质浓度的环境限制和有价值的物质回收要求为约束,模型更贴近于工程设计目标。通过对此模型的改进,使模型简化,同时也使模型中变量的个数和约束方程的个数都有不同程度的减少,降低了问题的规模以及模型求解的难度。采用GAMS对提出的混合整数非线性规划模型进行求解,由算例的优化结果与文献结果相比,本文的优化结果更接近全局最优解。(2)合成氨工段产生大量的含碳稀氨水,直接外排不仅浪费而且污染环境,回收氨、水,无论对节约能源还是减少环境污染都是很重要的。本文在此基础上,重点对含碳稀氨水回收进行了深入、系统的研究。以合成氨工业含碳稀氨水为主要研究对象,针对含碳稀氨水的组成和排放特征,通过系统优化配置降低过程投资、节约水用。通过用水单元和废水处理单元的同步设计,求解包括回用、再生回用和再生循环等手段的优化系统结构。研究结果表明:该模型能够较好地处理杂质间存在反应、带回收浓度限制的有价值物质回收的情况。优化前该工艺需要使用新鲜水69t/h,经优化后新鲜水用量仅为1.5t/h,新鲜水年费用为12000元,水的重复利用率达97.8%,每年可以节水54万吨,大大地减少了水资源的消耗量,同时降低了废水的排放量。氨回收率为42.6%,回收的氨价值为62293元,减少了年总费用的15.4%。该研究可使合成氨企业做到含碳稀氨水的回收利用和综合污水的稳定达标排�

关 键 词：混合整数非线性规划模型 同步设计 水资源 研究对象 稀氨水回收 网络 合成氨工业 模型求解 优化配置 总费用 

分 类 号：TQ085[化学工程]