石化行业水资源优化利用网络分析

运用水夹点技术,对某石化企业进行用水网络优化研究.在流量恒定和流量改变两种条件下,对某石化企业9个用水操作原有用水网络进行初始设计和优化改进.结果表明,在流量恒定和流量改变条件下,通过用水网络初始设计节约新鲜水用量分别为19.17%和22.87%,对用水网络的初始设计和优化可简化用水网络,回用管路数分别由11条减少为6条和5条,优化后的用水网络分别节约新鲜水用量18.79%和22.47%.水夹点技术在工业用水节约和废水减量方面具有实用价值和较好的应用前景.     

水夹点技术在工程中的应用

阐述了水夹点技术的基本原理和没计步骤,并用水夹点技术进行了实例分析,设计了用水网络的优化方案.结果表明,使用水夹点技术进行网络优化设计,可以节约20%的新鲜水,节水效果较为显著.     

水夹点分析与用水网络优化设计方法

水夹点技术作为一种有效的优化方法在用水网络优化、水源节约及废水减量等方面应用,能收到良好的经济效益和环境效益.作者介绍了水夹点技术的基本原理、应用实例以及进一步网络优化设计方法.     

水夹点技术在炼油厂的应用实例

介绍了水夹点技术的理论,同时给出该技术在M炼油厂的计算实例。首先确定初始浓度间隔图;通过浓度转移,确定最终浓度间隔图;以最大限度地进行各浓度间隔、各用水操作之间的水回用为前提,计算出新鲜水用水量、回用水量和各操作入、出口浓度,从而得到最小用水量;最后进行用水网络设计。该项目的实施可使该厂的用水量节约23%。     

夹点技术在水网络中的研究与应用

常规的节水策略主要通过直观定性分析,通常用于单个单元操作或局部的用水网络中,这样虽然能达到一定的节水基的,但不能使整个用水系统的新鲜水用量和废水产生量达到最小。与常规的节水策豫相比,水夹点技术是从系统的角度对整个用水网络进行设计优化,以使水的重复利用率达到最大。文章介绍了水夹点技术的原理,对水夹点技术在国内外的研究进行了综述,并对其在国内的发展趋势进行了展望。     

考虑温度约束的单杂质水网络优化

实际用水过程有温度的要求,在用水网络集成中考虑温度的约束,使水耗和能耗同时降低,具有重要的意义。此外,过程系统中还存在只有温度限制的与用水无关的过程流股,将水网络中的水流股与其同时考虑热集成,可以使能量得到更合理的分配利用。在全过程系统能量集成的背景下,建立了对应的水网络优化方法。首先使用现有的废水直接回用水网络LP模型求解初始水网络并提取流股数据,然后在4条非等温混合规则的判断下,依次比较水网络流股与背景夹点、全过程夹点的关系,以排除不合理的非等温混合,最后以年总费用最低为目标进行全过程系统的热集成。使用本文提出的方法对某案例进行优化,得到的年总费用减少了6.27%,证明了该方法的可行性。     

水系统逐层优化法在煤制甲醇中的应用

从工程实际出发,结合水夹点优化技术,应用水系统逐层优化法对某煤制甲醇工厂用水进行节水潜力分析.结果表明,在不添加设备的情况下,可节约新鲜水54t/h,降低废水排放54t/h.若增加浓水回收反渗透设备,则可减少新鲜水用量和降低废水排放各159t/h.水系统逐层优化法尤其适用于现有工艺用水网络改造优化.     

甲醇合成及精馏单元的热集成

夹点技术是换热网络优化设计的一种方法,本文利用夹点技术对甲醇合成及精馏单元进行了系统用能分析,找出了用能状况不尽合理之处.将甲醇合成及精馏两个单元作为一个系统整体考虑,提出了甲醇合成及精馏单元的换热网络优化方案.优化后整个系统可以节约低压蒸汽22.2%,节约循环冷却水14.9%.     

水夹点分析与数学规划法相结合的用水网络优化设计

提出了水夹点分析和数学规划法相结合的用水网络最优设计法。水夹点分析基于对过程用水的理解,获得新鲜水用量目标并给出用水网络设计的基本规则。在此基础上建立过程使用新鲜水、排放废水和回用的各种可能匹配方案的用水网络超结构及其MINLP模型。既避免了用水夹点综合设计用水网络得不到真正意义上的最优解,又在一定程度上防止超结构规模过大,MINLP维数太高,求解困难。采用通用代数建模系统GAMS得到用水网络最优设计方案。文献中的应用实例表明,本文所提方法可充分发挥水夹点分析确定新鲜水用量或回用结构的简洁实用性和超结构MINLP寻求最佳方案的优点。     

再生循环水系统引入再生过程后夹点位置

引入再生循环的最优水系统可以最大限度地节约新鲜水的用量和减少废水的排放,是当前节水技术研究的重点。用水系统引入再生过程后,极限供水线会发生变化,从而水系统夹点个数以及位置都可能会发生变化。运用前人总结出的再生循环过程最佳供水线的构造方法,分析影响引入再生过程后夹点位置变化的因素,发现引入再生过程前后夹点位置的变化情况与以下因素有关：极限复合曲线上的凹点位置以及凹向极限供水线的程度和最高浓度用水单元水流率与新鲜水流率的关系,并分析得出夹点位置的变化规律,从而为用水网络的分析和设计提供理论性的指导。     

基于杂质赤字的再生回用水网络集成图示法

将氢网络中基于剩余率的集成优化法扩展至水网络，以杂质浓度为基础进行分析，提出了基于杂质赤字的再生回用水网络图像集成优化方法。该方法无需图像试差和迭代，通过构建浓度-流量图和杂质赤字图，可确定未考虑再生回用的水网络夹点位置及最小新鲜水用量。并在此基础上，考虑再生装置和水网络的优化以及二者的集成，分析水网络的新鲜水节省量与杂质脱除率、再生水源流量及再生废水浓度的定量关系；构建定量关系图确定最小新鲜水用量随各参数的变化关系、夹点位置、最大新鲜水节省量以及一定再生条件下的极限及最优提纯参数。案例分析表明，该方法简单、高效，对于各工况下的水网络，均可使新鲜水消耗量及废水排放量减小，为工艺设计和操作提供重要的参考。     

水级联法确定间歇用水过程的夹点及废水最小化

利用水级联分析法对间歇过程用水网络进行研究,确定过程的用水夹点及最小新鲜水用量和最小废水排放量,提出了间歇用水过程的全局夹点的概念,考虑了用水过程的流率限制,在水级联表格中用流率替代了传统水级联分析法中的传质量,识别过程中每个时间段的局部夹点及公用工程目标,通过全局夹点和局部夹点的比较,指出过程的用水瓶颈,设置储罐打破瓶颈,使用水网络公用工程目标最小化。通过实例对水级联分析法进行了详细的阐述,计算结果与文献一致,表明该方法是一种易于理解、直观且简便有效的确定间歇过程用水网络的夹点及最小公用工程的方法。     

工艺蒸汽加热网络与蒸汽系统的集成优化

蒸汽动力系统作为过程工业的重要组成部分,由蒸汽系统、分配系统和蒸汽加热网络组成。文中提出对蒸汽系统、分配系统和蒸汽加热网络进行集成优化。首先通过夹点分析对工艺蒸汽加热网络进行优化匹配,得到各等级蒸汽需求量及凝结水回收参数;然后根据建立的蒸汽系统和分配系统的运行优化模型得到产汽及分配方案。通过对某化工厂的能量利用系统进行集成优化,得到的优化方案与传统设计方案相比,锅炉燃料消耗量减少16.38%,同时系统所需要的外界补给水量减少16.27%。提出的集成优化方法对蒸汽动力系统的设计优化具有一定的指导意义。     

夹点技术在煤气化制甲醇工艺中的应用

采用夹点技术对某30万t/a煤气化制甲醇项目的换热网络进行了分析,明确了渣水处理单元、变换热回收单元、低温甲醇洗单元、甲醇合成及精馏单元消耗公用工程的目标值和设计值,揭示了各单元的工艺优化方向和节能潜力。夹点分析结果表明:把整个系统集成起来作为一个有机结合的整体来看待,优化匹配的机会大大增加,节能潜力巨大。     

基于夹点技术的环氧丙烷工艺系统换热网络优化方法

基于夹点技术,采用整体系统和子系统换热网络优化法对氯醇法生产环氧丙烷工艺系统换热网络进行优化及对比,得出较佳优化方法. 利用Aspen软件对提取工艺系统流股数据进行校验并计算. 结果表明,现行网络夹点温差为30 K,整体系统夹点温度为329.5 K,子系统换热网络夹点温度分别为327, 329.5, 317.2 K;整体系统优化后节约能耗595.3 kW,分别占原系统热、冷公用工程能耗的17.47%和5.23%;子系统优化后节约能耗610.6 kW,占原系统热、冷公用工程能耗的17.91%和5.36%. 氯醇法生产环氧丙烷工艺系统换热网络优化利用子系统优化方法较佳.     

水夹点技术在循环冷却水设计中的应用

运用水夹点技术,对循环冷却水系统进行优化.传统的循环冷却水系统采用平行换热网络设计.换热效率低,用水量大.采用连续换热网络,对传统循环冷却水系统进行优化设计后的用水网络.可取得较高的冷却塔进口水温和较小的用水量,从而达到节约用水、提高换热效率的目的.     

并联连续再生/再循环的多杂质间歇用水系统优化方法

为了有效地减少多杂质间歇用水系统的新鲜水消耗量和再生处理量,针对多杂质间歇过程用水网络提出连续操作并联再生处理单元水网络结构模型及其优化设计方法。通过在用水网络中设置中间储罐和再生单元以实现对不同水质废水并联分质处理,建立了减少用水系统的新鲜水用量和再生水量以及废水排放量的数学规划模型,采用GAMS软件对一个实例进行求解。计算和分析表明：提出的水网络结构与优化设计方法可有效地解决按水质对废水进行并联处理的间歇用水系统,使系统的新鲜水用量和再生水流率同时达到最小。