摘要：为将目前氢网络设计方法主要采用的单杂质系统网络设计规则推广至多杂质系统网络,在考虑了杂质浓度对系统影响的基础上,给出了多杂质氢系统网络的设计规则和设计步骤.4条设计规则是针对氢源、氢阱与夹点的相对位置来确定不应存在的匹配.为了确定不同杂质源阱间能否匹配,提出了不同杂质源阱间匹配的混合规则,即氢源中至少应存在一股氢源的各种杂质浓度乘积小于或等于氢阱中对应的各杂质浓度乘积,源阱间才能进行匹配.多杂质氢系统设计的方法考虑了杂质对网络设计的影响,并通过氢气网络实例进行了验证.

摘要：在多杂质用水系统中,各操作出水水质会以不同杂质为主要因素,难以直接比较水质优劣,本文提出了水质分析与数学规划法相结合的用水网络最优化设计方法,对进出口水的极限数据进行分析得出水质状况并对它们按优劣进行排序,优先将排在前面的、节水效果好的操作作为供水源,在水量足够的情况下,对后面的操作不予考虑,以此来简化用水网络超结构模型,然后利用GAMS软件对经过简化后的超结构进行非线性规划并求解,通过两个例子的分析,证明了本方法的有效性。

摘要：通过借鉴多杂质水网络设计方法,提出了一种用于多杂质氢网络的优化新方法——浓度势综合设计方法。该方法的求解方法是用氢过程的执行顺序由需求物流浓度势的大小来确定,需求物流浓度势最低的过程首先执行;在满足一个用氢过程时,优先回用虚拟回用率最大的可用内部源物流;为了减少外部氢源用量,优先选择互补的两个内部源物流共同来满足需求物流。实例计算表明,浓度势综合设计方法所得结果可与文献中采用计算机优化方法所得结果相吻合,该方法计算简捷有效。

摘要：在水网络中引入再生回用/循环,可以有效地减少新鲜水消耗量和废水排放量。目前文献大多只讨论了具有一个再生单元的系统。作者研究了具有两个再生单元并产生两个不同浓度再生水流的水网络。对于一些使用高浓度再生水流即可满足的过程,无需使用低浓度再生水流,这样可以减少低浓度再生水的使用量,即减少费用较高处理过程的处理量,从而降低再生处理费用。采用迭代方法进行计算,计算过程稳定可靠。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：废水回用网络(Wastewater reuse network, WWRN)的优化设计是过程工业减少废水产生的关键所在设计中所面临的主要困难是如何建立一个有效的过程流程, 使水流股能进行有效的分配, 同时保证清洗的质量。笔者提出了多杂质 WWRN 的有效优化设计方法, 建立了多杂质 WWRN 的混合整数非线性规划(MINLP, Mixed integer nonlinear programming)超结构模型。由于 MINLP 问题求解困难, 因此采用了自适应模拟退火遗传算法进行求解。该混合算法不仅克服了一般算法求解过程难于收敛或容易陷入局部最优的缺陷, 而且自适应调整步长和交叉及变异概率的策略提高了算法的计算效率。对实例的研究结果表明, 该混合算法能找到全局最优解, 且计算时间可满足要求, 另外, 该算法也不要求提供初始可行解。

摘要：利用三角图示法确定具有多杂质约束的氢气分配网络的目标值并提出相应的网络设计步骤。引入了层次分析法,用以确定具有多杂质约束条件下氢源的选用次序和氢阱的匹配次序。案例分析中,首先调整浓度数据的数量级,无因次化并重新归一化,进而可以在三角图中合理表征源的存在域、阱的可行域;然后进行源阱的匹配,可以确定出可行解域,从而获得氢源氢阱的匹配网络,同时考虑压缩机的配置,可确定最终优化的氢气分配网络。经过优化之后,氢公用工程用量由17.079×103 Nm3/h减少为14.125×103 Nm3/h,节氢率达到17.29%。案例分析结果验证了该方法的可行性。

摘要：针对多杂质间歇用水网络优化设计问题,建立了以新鲜水用量最小为目标的混合整数非线性规划(MINLP)模型,并提出基于矩阵编码的遗传算法和信赖域序列二次规划(trust region sequential quadratic programming,TRSQP)法相结合的求解策略。本文采用矩阵编码方法为时间条件约束提供了方便,从而使用水单元之间水回用关系更加清晰明确;采用基于矩阵编码的遗传算法对整数变量进行优化,采用TRSQP法对连续变量进行优化,集成应用两种方法进行优化求解,从而获得MINLP模型的最优解;并借助MATLAB软件进行编程并实现。利用本文所提出的求解方法和策略对文献中2个典型案例进行求解,求解结果均优于文献数据。实例计算表明,本文所提求解方法是可行的。

摘要：通过引入分配因子和最小限制流量对多杂质用水网络超结构模型进行改进,使模型更简捷高效;在逐步线性规划法中引入改进的超结构模型,提供了用水过程的排序依据,可代替枚举法直接排序,提高了求解效率。通过实例比较了改进前后的两种设计方法,找出了它们之间的优势和劣势,结果表明,本文的改进策略可以快速和准确地解决多杂质用水网络设计问题。