含再生再利用的用水网络的优化设计

对单组分含再生再利用的用水系统,提出了一种基于序贯操作模型的整体优化设计方法。该方法分别针对单组分含再生再利用的用水网络设计可能存在的三种情况,以新鲜水和再生水用量最小为目标,给出了相应的设计策略,数学的表达是一个非线性规划。首先依据规则将操作对贫流的要求进行分段排序,并通过引入操作的质量交换分配系数αi,将各操作依据规则虚拟地分配为再生前过程和再生后过程,然后按操作序列逐级进行操作和操作水源之间的的优化匹配,建立含再生再利用的用水网络的序贯操作模型,最后将此综合问题归结为非线性规划问题来求解,从而完成用水过程的设计。给出了一个实例,计算结果表明本文方法是有效和简便易行的。     

逐步线性规划法求解废水最小化问题

对用水过程的优化设计即废水最小化问题进行了研究 ,提出了操作水源和操作序列的概念 .分别对单组分再利用、多组分再利用及单组分再生再利用问题 ,提出了逐步线性规划的解算方法 .新方法首先依据规则将操作对贫流的要求进行分段排序 ,然后按操作序列逐级进行富流和贫流水源的优化匹配 ,最终完成用水过程的设计 .给出了 4个实例 ,计算结果表明本文方法是有效和简便易行的     

基于线性规划的单杂质间歇过程用水最小化

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。     

多组分精馏塔序的优化

多组分精馏分离过程,可能存在许多种塔序结构的型式。从这些塔序结构型式中寻求、选择其中的最优者,是化学工程中一个重要的课题。本文采用模糊数学的聚类分析方法,对多组分精馏主流塔序进行优化,它的要点是建立各组分在分离性能上的模糊分布,按照各组分的这种模糊分布的亲疏关系进行分类,然后再根据相对挥发度大小顺序建立主流塔序。     

用序贯法对反应速率模型中的参数作精确估算

对一个确定的模型,不仅要确定参数的估算值,还必须了解其可靠性。为了缩小参数的不定性,降低参数间的相关性,以扩大模型拟合的适定性和准确度,本文讨论了参数精确估算的序贯设计过程。 文内还详细讨论了精估参数的实验设计准则——最小联合置信容积准则和形状准则,以及序贯设计的实用价值。以氨合成为例,用序贯法精确估算了反应速度模型中的参数。这一模型是在序贯判别过程中选定的。把精估结果用于拟合大型生产过程的实测数据,得到了满意的结果。     

分阶段线性规划法快速设计含有多种污染物的用水网络

针对含有多种污染物用水网络的设计问题,提出了一种新方法.该方法先基于各个用水过程的污染物最大出口浓度对过程排序,然后采用GAMS(general algebraic modeling system)语言建立线性规划模型,依次对序列中的每个过程的废水回用方案进行优化计算,以确定出其最小新鲜水用量和来自前驱的废水回用量.该方法虽然不能保证所得解的全局最优性,但它能快速地找到最优或近似最优解,而且方法简单.     

单杂质间歇过程用水网络优化

对间歇化工过程用水网络优化提出了基于非线性规划的优化设计方法。该方法采用一个中间贮罐用来接收各单元操作的排水,增加各单元操作之间的水再利用机会。对所有单元操作按照排水时间从早到晚进行排序,只有排在前面的操作才提供给后面的操作用水,结合其他的简化规则,构造了用水网络超结构。该超结构的数学模型为一组非线性方程,利用GAMS软件进行求解,得到各个周期的最小新鲜水量和最优的用水网络结构。实例计算结果表明,该方法可行。     

基于非关键组分的精馏序列和反应参数优化

多个精馏序列可用于分离多组分混合物,其能耗和投资费用均与其非关键组分总流量正相关,可据此辨识最优精馏序列。考虑反应器对精馏序列的影响,系统推导了反应器原料、操作参数和反应器流出物的关系,探究各组分在精馏序列作为非关键组分存在的规律,提出以非关键组分矩阵表征不同精馏序列和据此辨识最优精馏序列的方法。案例分析表明所提出的方法可简单、准确地确定分离不同组分数的混合物的非关键组分矩阵、边际气相流率和最优精馏序列。     

基于经验规则的数学规划法快速设计多杂质用水网络

综合了夹点规则、排序思路等经验,提出了基于经验规则的数学规划法来快速设计多杂质用水网络。由于获取准确的用水过程顺序是剔除一些不必要流股、简化用水网络数学模型的关键,因此,基于对用水过程极限数据的分析和对用水过程的理解,提出了用水过程供水和受水的排序方法,并设定必要的水夹点规则、序列和逼近规则、混合规则以剔除不必要的水网络结构,达到简化模型、降低网络结构维数的目的,最后在LINGO软件上编写程序进行求解。通过三实例分析得知,设定经验规则后能够有效地降低模型规模、减少模型的非线性变量数、缩短模型的求解时间,并能够得到最优的设计方案。     

基于MKPLS和SQP方法的间歇过程迭代优化控制

采用多向核偏最小二乘（MKPLS）方法建立间歇过程的模型并进行操作条件的优化。由于存在模型失配和未知扰动，基于MKPLS模型的最优控制轨迹在实际对象上往往难以实现最优的产品质量指标。本文利用间歇过程批次间的重复特性与序贯二次规划（SQP）优化算法中迭代计算的相似特点，提出了一种基于MKPLS模型的批次间优化调整策略，使得经过逐步优化调整得到的控制轨迹作用于实际对象时，可以得到更优的质量指标。该方法的有效性在苯乙烯聚合反应器和乙醇流加发酵过程的仿真对象上得到了验证。