导读:本文包含了水分配网络论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:水分,网络,废水处理,过程,工业园区,新鲜,数学。
水分配网络论文文献综述
王书明[1]（2017）在《间歇过程水分配网络优化研究》一文中研究指出随着水资源危机和环境污染问题日益严峻,水分配网络优化问题已经成为学术界和工业界关注的焦点。以往研究多集中在连续过程,但随着间歇过程在过程工业的应用越来越广泛,再加上间歇过程又多伴随着高污染废水的产生,间歇水分配网络优化研究的重要性也愈加凸显。随着研究的深入,间歇过程水分配网络优化研究逐渐向复杂问题和实际工程应用拓展,包括:再生技术之间的选择与集成,多杂质对水分配网络效能的影响以及与间歇生产的交互集成等。本文将重点对这些问题进行探究,主要研究内容如下:1.本文提出了系统的优化框架对不同再生操作模式和再生技术进行研究。其中,考虑多个具有几种候选技术的再生模块,并依据操作模式将其分为间歇和半连续两类。通过这些具有特定技术的再生模块间的集成,可进一步降低系统的新鲜水消耗和废水排放。基于此,本文提出了改进的状态空间超级结构,囊括具有多个储罐的用水网络以及再生网络以涵盖所有可能的配置结构。然后,基于改进的超级结构,构建相应的混合整数非线性规划(mixed-integer nonlinear programming,MINLP)模型以获得具有最小年总投资费用的水分配网络,并且模型还包括再生子系统和储罐的调度模型。此外,为降低模型的求解复杂度,本文还提出基于启发式规则的求解策略。最后,引入相关算例以验证所提方法的有效性。2.在上一部分的研究基础上,重点探究杂质对水分配网络优化的影响,包括再生效率随杂质类型的变化以及杂质对再生过程的抑制作用。并考虑渗余侧流股的直接回用和进一步再生回用,以尽可能挖掘节水减排的机会。基于上述几点,建立相应的MINLP数学模型。最后,算例研究结果表明,所提方法不但能获得具有较低年总投资的水分配网络,还能兼顾杂质对其效能的影响。3.近年来,许多学者开始同步优化生产调度与用水网络,这些同步优化方法多基于单一时间表达方式。为克服以往单一采用全局连续时间模型复杂度大和特定单元事件点模型解空间存在丢失的缺陷,本文提出混合时间表达方式,即分别用特定单元事件点和非均匀离散时间描述调度模型与用水网络模型,再用辅助约束关联两个时间维度。并基于提出的混合时间表达方式构建MINLP模型。算例结果表明:与分步法相比,同步优化可降低用水网络新鲜水消耗量,但模型复杂度较大;与前人方法相比,所提方法避免了解空间丢失,有效缩减了模型复杂度。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-06-05）
宋昊东[2]（2017）在《化工工业园区热集成水分配网络的优化设计》一文中研究指出工业园区可以实现多个生产企业之间的资源共享,是目前化工行业发展的主流模式。为提高节水节能水平,促进园区内部的工业共生关系,构建园区内水网络与能量系统的耦合体系十分重要。以往研究中,针对工业园区的水网络综合与能量集成的研究多是分开进行的,而水热集成研究则主要局限于单厂内。本文针对化工工业园区的用水与用能问题,开展跨厂际热集成水分配网络优化设计的研究,挖掘水资源与能源共同节约的潜力。采用数学规划法,基于水分配网络及换热网络超结构,分别通过序贯分步和联立同步两种方法进行网络优化设计,并展开了比较与分析。主要内容如下:(1)采用水热分步集成的方法,依次对工业园区总网络中的水分配和热集成子系统进行优化设计。基于以厂为单位的综合思想,建立园区水分配网络超结构,考虑直接与间接两种跨厂水回用模式,以经济性最优为目标进行园区水网络综合。在最优化园区水网络基础上,对比选择最合适的园区热集成策略,从而确定热集成的潜在流股以及区域范围,在确保涵盖全部水流股的同时使网络结构得到简化,并充分利用流股间的非等温混合直接换热;基于换热网络分级超结构,结合转运模型,优化获得年度费用最小的换热子网络,将两个子系统整合得到分步优化设计的工业园区热集成水分配网络。将这一方法应用于两个算例,在GAMS中建模并求解,得到分步优化下的园区总网络设计。(2)在分步设计的基础上,研究园区内水热同步集成的优化设计方法,从全局角度进一步探索用水与用能的整体最优化。根据分步设计中的水网络交互方式及园区热集成策略,建立工业园区热集成水分配网络超结构与非线性规划(NLP)数学模型,在总网络年度总费用最小的单一目标下求解。模型中包含水回用与热集成的所有可能,以及水热参数耦合与潜在换热流股冷热性质的识别。针对同步优化模型复杂、求解难度大等问题,采用一系列策略简化模型并强化求解过程。对前述两个算例采用同步法进行优化求解,所得最优总网络的年度总费用较分步法更低,这一结果符合同步优化的特点。(3)基于算例结果,结合工业园区特点,从多个角度对分步和同步两种设计方法进行比较,分析各自的优劣势及适用情况。其中,采用不涉及厂际交互的单厂独立集成作为对比的基础。分步法由于不能充分考察水热子系统之间的关联,因而总体优化结果逊于同步法,但其建模与求解相对简单,而且对优化目标的处理较为灵活,对于各个子问题之间求解顺序严格或关联性不强的情况更为适合。在基于同步法的同样情况下,相比于单厂集成,园区集成所得结果更优,验证了园区集成可以进一步提升资源节约水平。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-06-01）
王俭[3]（2016）在《化工工业园区跨厂际水分配网络综合研究》一文中研究指出水是重要的战略资源,但目前水资源短缺与水污染严重已经成为阻碍人类社会发展的壁垒。如何将用水方式从浪费水资源、污染水环境的粗放型转变为节约水资源、提高水资源利用率的集约型,是化工工业生产实现节能减排、可持续发展的一项重要内容。化工工业园区的建立为资源的共享与节约提供了更多的机会。本文以化工工业园区水分配网络为研究对象,构造考虑厂内预处理的间接集成超结构,研究网络的多阶段规划方法,并通过建立混合整数非线性规划模型进行最优化综合。本论文的主要研究内容有：(1)针对现有间接集成方法存在没有中央再生器入口浓度限制、污水可能过度处理、以及忽略再生器净化率优化等问题,提出了考虑厂内预处理的化工工业园区间接集成超结构模型。通过引入反映再生器净化率选择的逻辑约束,以及网络结构中的物料平衡、用水单元质量负荷限制、预处理器出口浓度限制等约束,分别以最小新鲜水用量和最小年度总费用为目标函数开展了网络最优化设计,并考察了中央再生器入口浓度约束对目标函数以及网络结构的影响。最终通过一个5工况算例验证了该集成方法的可行性。(2)单阶段规划所得到的水网络结构无法满足后续新厂建立、工厂生产规模变化等动态用水需求。针对这类问题,将考虑厂内预处理的间接集成方法与多阶段设计需求相结合,提出针对多阶段问题的逻辑约束,并将多阶段水网络综合划分为可预测问题与不可预测问题进行讨论。其中,可预测问题是针对多个已知园区沿时间动态变化的工况对园区全局水网络进行设计型最优化计算,最终综合出网络结构；不可预测问题则是在已有结构基础上针对园区的非计划调整进行操作型最优化计算,并最终给出调控方案。求解上述两个问题时,每个阶段内均沿用本研究所提出的间接集成数学模型设计网络结构,通过设定不同的已知条件与优化变量,优化获得满足最小新鲜水量与最小年度总费用的水网络结构或调节策略。本文将该方法用于一个3阶段和一个5阶段算例,结果证明了方法的有效性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-05-31）
罗祎青,袁希钢[4]（2008）在《基于粒子群优化算法的水分配网络系统综合的最优化研究(英文)》一文中研究指出The problem of optimal synthesis of an integrated water system is addressed in this study, where water using processes and water treatment operations are combined into a single network such that the total cost of fresh water and wastewater treatment is globally minimized. A superstructure that incorporates all feasible design alterna-tives for wastewater treatment, reuse and recycle, is synthesized with a non-linear programming model. An evolu-tionary approach—an improved particle swarm optimization is proposed for optimizing such systems. Two simple examples are presented to illustrate the global optimization of integrated water networks using the proposed algorithm.(本文来源于《Chinese Journal of Chemical Engineering》期刊2008年01期）
王英龙,曹忠,马海龙[5]（2007）在《过程工业水分配网络的研究进展》一文中研究指出回顾了水分配网络的发展历程,介绍了水分配网络的用水网络和废水处理网络2个子系统的研究进展,阐述了图解方法、数学优化法等用水网络综合方法的发展状况,并对水分配网络设计中多杂质和热集成等方面的问题进行了展望。(本文来源于《化学工业与工程技术》期刊2007年06期）
刘永健[6]（2006）在《化工过程水分配网络合成的研究》一文中研究指出随着水资源和能源的日趋紧缺以及社会对环境保护的日益重视,以提高水资源和能源利用效率及废水最小化排放为目标的化工过程水分配网络和热交换网络合成问题已成为国内外过程系统工程领域研究的热点。然而由于过程系统涉及多种操作单元、过程不确定性以及可能存在多种热交换方式等因素,目前针对连续过程、间歇过程水分配网络合成以及考虑热集成的水分配网络合成的研究还不十分完善。针对存在的问题,本文进行了以下的研究工作:1、通过引入改进的虚拟操作单元,将带有水的损失或水的生成的固定流率用水单元用两个虚拟的操作单元等价代替,建立了用于可同时处理固定流率与固定污染物负荷两类用水操作的连续过程用水网络合成问题的目标设定方法,该方法能够较迅速并准确地确定用水网络问题的最小新鲜水用量及其夹点位置,包括可能存在的多夹点问题。2、基于浓度间隔分析技术,通过引入区域分解和水源分配的策略,建立了用水网络设计的新方法。该方法避免了网络设计因分流、混合、回路识别及断开等比较繁琐的网络设计过程。此外,作为一种启发式的设计方法,该方法还能有效解决数学规划法等求解困难的问题以及黑箱模型问题难于理解的局限。3、基于用于连续过程用水网络的浓度间隔分析技术,通过引入时间间隔,建立了针对单批生产与多批重复生产的间歇过程用水网络合成的系统化方法——时间、浓度间隔分析技术。该方法能够有效地应用于上述用水网络合成问题,且更为快捷和方便。4、基于求解不确定性问题的对称模糊规划方法,提出了针对单组分负荷不确定用水网络合成问题的改进的对称模糊规划模型和用水网络设计的多目标混合整数对称模糊规划模型,同时提出了求解这一多目标问题的主目标设定法策略。算例的求解结果表明,所提模型以及求解策略对负荷不确定的工业用水网络的合成问题有良好的适用性,从而获得优化流程设计。5、针对带有等式约束的非线性规划(NLP)与混合整数非线性规划(MINLP)问题,建立了一种改进的粒子群优化(PSO)算法——简约空间粒子群算法(R-PSO)。应用多个例子对该算法的有效性进行了验证。6、基于分散式废水处理网络的超结构,建立了废水处理网络系统最优化的非线性规划(NLP)模型和混合整数非线性规划(MINLP)模型,并采用新型随机型算法—简约空间粒子群优化(R-PSO)算法求解上述复杂非线性最优化问题。7、通过考虑用水网络特有的直接换热,建立了用水网络与换热网络同时优化问题的“净热量”集成方法,并且结合简约空间的粒子群优化算法,建立了用于考虑能量集成的用水网络合成的演化计算方法。该方法能够充分考虑用水网络系统中存在的直接热交换,进而实现用水系统的最优能量集成并获得较好的热交换网络(所需换热面积较少);同时,作为一种基于演化的优化方法,该方法既能应用于单组分用水系统,也能适应于复杂的非线性多组分系统,且能够实现全系统(用水网络以及热交换网络)的费用最小化。(本文来源于《天津大学》期刊2006-11-01）
廖祖维,阳永荣,王靖岱,武锦涛[7]（2006）在《概念设计法确定水分配网络最小用水量和废水处理量》一文中研究指出近年来,由于水资源日趋紧张、水环境污染加剧,最小化新鲜水用量和废水处理量成为过程工业设计与优化的研究热点。工业用水网络通常由两类操作构成:质量负荷固定的操作和流量固定的操作。早期的研究集中于质量负荷固定的操作,Wang和Smith通过建立用水操作极限曲线,构造极限水组合曲线来确定最小新鲜水用量。但这种方法不适用于冷却塔、锅炉等流量固定的操作。针对流量固定的操作,Dhole等人引入水源和水阱组合曲线来确定最小新鲜水用量,该方法由于没有考虑水混合的问题而不能得到真正的最小新鲜水用量。Hallale构造的纯水剩余图．Manan等人设计的水级联图克服了这一缺点。(本文来源于《第叁届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（下）》期刊2006-11-01）
刘永健,罗祎青,袁希钢[8]（2006）在《过程工业水分配网络系统集成的NLP模型》一文中研究指出针对单组分杂质用水和废水处理网络同步集成最优化问题,以最小总操作费用为目标,建立了非线性规划(NLP)模型。该模型既考虑了新鲜水费用和水处理费用之间存在的耦合关系以实现二者的优化均衡,又考虑了环境排放标准及分散式处理网络对水网络集成的影响。采用商业优化软件GAMs对算例问题进行求解,结果表明本文提出的模型能有效处理工业水分配网络系统的优化集成问题,与用水网络和废水处理网络分别集成相比,在年总费用上有不同程度的减小,较好地实现了过程工业在满足环保排放规定前提下的经济效益最大化。(本文来源于《计算机与应用化学》期刊2006年07期）
宋丽丽[9]（2006）在《水分配网络优化设计方法研究》一文中研究指出水在过程工业的发展中占有极为重要的地位,是可持续发展的关键因素。由于水资源的逐年匮乏和环境污染的日趋严重,水分配网络的研究已引起普遍关注。本文在全面分析水分配网络研究现状和发展趋势基础上,对其过程优化设计方法进行了详细、深入的研究,以期对过程工业的节水降污提供一定的理论指导。本论文的主要研究内容有: 1.在废水处理网络中,杂质去除率是重要参数之一,而目前已发表的文献都把它作为常数考虑,但这在实际生产中是很难实现的。本文提出以杂质去除率为变量的废水处理网络设计方法,以生化处理为模型,采用Lawrence-McCarty模式在推流式反应器中的应用模型计算杂质去除率,并优化废水处理网络结构。最后,引用文献实例并与之结果进行了比较。 2.废水处理费用是由废水的数量和质量共同决定,水夹点分析可以有效地减少废水的数量,但同时可能对废水质产生负面的影响,导致废水处理费用的增加。本文将两种夹点分析法结合,采用水一氧夹点分析法,不仅可以确定处理过程的夹点,同时也能反应最小耗氧量等特性。在此基础上,本文采用水一氧夹点分析法与数学规划相结合的方法设计废水处理网络,有效地弥补了单独使用的夹点分析法和单独采用数学规划法的不足。 3.同步设计可以全面考虑子系统间的相互作用,同时对多个子系统和多个目标进行优化。对于单杂质系统,本文提出了考虑回用、再生回用和再生循环的逐步夹点分析法,并提出了相应的优先规则和设计步骤,能够有效的权衡用水网络和废水处理网络的相互作用,使水分配网络整体分布达到最优。 4.本文提出了夹点分析与数学规划相结合的方法求解多杂质、多单元水分配网络。首先建立一个包括水回用、废水再生回用和再生循环所有可能方案的超结构及其数学模型;然后用夹点分析法除去不存在的匹配,减少变量数;最后采用自适应模拟退火遗传算法对其进行求解。(本文来源于《大连理工大学》期刊2006-06-14）
刘永健,罗祎青,袁希钢[10]（2004）在《过程工业水分配网络系统集成的NLP模型》一文中研究指出目前,淡水资源的短缺已经成为过程工业发展的制约因素,同时日益严重的水环境污染已对人类社会的生存和过程工业的发展构成威胁。在以环境友好的方式发展过程工业的重大命题中,过程工业用水分配网络系统的最优化研究越来越引起人们的关注。过程工业水分配网络系统,包括用水分配网络和废水水处理网络,涉及多过程、多杂质、(本文来源于《第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)》期刊2004-11-01）
水分配网络论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
工业园区可以实现多个生产企业之间的资源共享,是目前化工行业发展的主流模式。为提高节水节能水平,促进园区内部的工业共生关系,构建园区内水网络与能量系统的耦合体系十分重要。以往研究中,针对工业园区的水网络综合与能量集成的研究多是分开进行的,而水热集成研究则主要局限于单厂内。本文针对化工工业园区的用水与用能问题,开展跨厂际热集成水分配网络优化设计的研究,挖掘水资源与能源共同节约的潜力。采用数学规划法,基于水分配网络及换热网络超结构,分别通过序贯分步和联立同步两种方法进行网络优化设计,并展开了比较与分析。主要内容如下:(1)采用水热分步集成的方法,依次对工业园区总网络中的水分配和热集成子系统进行优化设计。基于以厂为单位的综合思想,建立园区水分配网络超结构,考虑直接与间接两种跨厂水回用模式,以经济性最优为目标进行园区水网络综合。在最优化园区水网络基础上,对比选择最合适的园区热集成策略,从而确定热集成的潜在流股以及区域范围,在确保涵盖全部水流股的同时使网络结构得到简化,并充分利用流股间的非等温混合直接换热;基于换热网络分级超结构,结合转运模型,优化获得年度费用最小的换热子网络,将两个子系统整合得到分步优化设计的工业园区热集成水分配网络。将这一方法应用于两个算例,在GAMS中建模并求解,得到分步优化下的园区总网络设计。(2)在分步设计的基础上,研究园区内水热同步集成的优化设计方法,从全局角度进一步探索用水与用能的整体最优化。根据分步设计中的水网络交互方式及园区热集成策略,建立工业园区热集成水分配网络超结构与非线性规划(NLP)数学模型,在总网络年度总费用最小的单一目标下求解。模型中包含水回用与热集成的所有可能,以及水热参数耦合与潜在换热流股冷热性质的识别。针对同步优化模型复杂、求解难度大等问题,采用一系列策略简化模型并强化求解过程。对前述两个算例采用同步法进行优化求解,所得最优总网络的年度总费用较分步法更低,这一结果符合同步优化的特点。(3)基于算例结果,结合工业园区特点,从多个角度对分步和同步两种设计方法进行比较,分析各自的优劣势及适用情况。其中,采用不涉及厂际交互的单厂独立集成作为对比的基础。分步法由于不能充分考察水热子系统之间的关联,因而总体优化结果逊于同步法,但其建模与求解相对简单,而且对优化目标的处理较为灵活,对于各个子问题之间求解顺序严格或关联性不强的情况更为适合。在基于同步法的同样情况下,相比于单厂集成,园区集成所得结果更优,验证了园区集成可以进一步提升资源节约水平。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
水分配网络论文参考文献
[1].王书明.间歇过程水分配网络优化研究[D].大连理工大学.2017
[2].宋昊东.化工工业园区热集成水分配网络的优化设计[D].大连理工大学.2017
[3].王俭.化工工业园区跨厂际水分配网络综合研究[D].大连理工大学.2016
[4].罗祎青,袁希钢.基于粒子群优化算法的水分配网络系统综合的最优化研究(英文)[J].ChineseJournalofChemicalEngineering.2008
[5].王英龙,曹忠,马海龙.过程工业水分配网络的研究进展[J].化学工业与工程技术.2007
[6].刘永健.化工过程水分配网络合成的研究[D].天津大学.2006
[7].廖祖维,阳永荣,王靖岱,武锦涛.概念设计法确定水分配网络最小用水量和废水处理量[C].第叁届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（下）.2006
[8].刘永健,罗祎青,袁希钢.过程工业水分配网络系统集成的NLP模型[J].计算机与应用化学.2006
[9].宋丽丽.水分配网络优化设计方法研究[D].大连理工大学.2006
[10].刘永健,罗祎青,袁希钢.过程工业水分配网络系统集成的NLP模型[C].第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上).2004
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