收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

煤化工行业水系统集成优化及循环水软化技术研究

徐宏勇  
【摘要】:本文基于系统工程理论,开展煤化工行业水系统集成优化理论与技术研究。首先着眼于全厂水系统的宏观层面,开发了适用于水网络优化的“遗传算法”,并对全厂水网络进行了优化改造;其次针对循环水系统,开展了循环水用水网络优化及软化基础理论与技术研究。 针对水网络优化过程的数学问题实质,开发了“小生境退火遗传算法”。首先针对水网络优化求解空间庞杂的问题,开展了求解空间的简化工作,利用浓度约束、流量约束、质量约束等条件,以及夹点技术,对用水网络超结构模型及循环水网络超结构模型进行了精简工作,从而提高了算法的收敛性、准确性、稳定性。其次针对水网络优化约束条件复杂的问题,构建了全新的、具有自适应性的适应度函数,该适应度函数可以很好地平衡约束函数和目标函数,确保算法在求解前后过程中均做出准确的“遗传行为”。通过实例验证,表明该算法适用于单杂质、多杂质、管路约束、循环水网络优化等多种情况。 以自主算法为核心,开发了一套用水网络优化软件。该软件具备独立的视窗界面,降低了用户优化操作的难度;设置了约束条件自动生成模块,解决了用户无法独立生成约束条件的困难,提升了算法的易用性;构建了流程图输出模块,便于用户对优化结果的理解。将软件应用于某煤化工企业,优化后一次水节约率为21%;除盐水节约率为29%;废水减排率为66%。 针对软化工艺出水浊度高、沉淀产物细小的问题,开展了成核机理、软化速率、粒径分布的研究。在碳酸钙“聚集成核”模型的基础上,假设破碎过程为“二元随机”过程,建立了“聚集-破碎成核”模型,在上述模型的基础上,采用多重Monte carlo算法考察了不同过饱和度的情况下,体系的成核诱导时间及颗粒粒径分布情况,结果表明“聚集-破碎成核”模型的模拟误差(9.8%)小于“聚集成核”模型的模拟误差(24.3%),更接近于实际成核过程,模拟结果显示过饱和度对于细小颗粒的产生具有重要的影响。 通过改造万通907型电位滴定仪,建立了定组成实验装置,考察了不同条件(温度、过饱和度、离子强度、pH)下软化速率及产物粒径分布的变化情况,结果表明,随着上述参数的升高,软化速率均有不同程度的提升,但软化产物中细小颗粒所占的比例也逐步增大,因此在软化过程中,当温度等参数升高时,应添加晶种等措施,以抑制成核现象的发生。 针对循环水外排水、地下水软化效率不高的问题,开展了水质分析、混凝剂筛选、添加晶种的研究。水质分析结果表明,由于水样中存在着天然有机物或阻垢剂,导致水样中方解石、白云石、文石等均存在着不同程度的过饱和现象,难以结晶析出。研究表明通过添加混凝剂,可以部分去除水体中有机物(40%)或者阻垢剂(90%),通过添加混凝剂和晶种可以提升软化程度20%至30%。通过软化处理,外排水Ca2+浓度可以降到50mg/L至20mg/L之间;地下水Ca2+浓度可以降到30mg/L左右,单从硬度指标评价,均可以满足循环冷却水的要求。 基于上述研究,提出了“强化软化”策略,即在传统的软化过程中添加混凝药剂和晶种,在加药点附近控制过饱和度,从而可以有效提升软化效果,改善产物沉淀效果,该策略不但可以应用于软化过程,也可以应用于其他难溶盐的沉淀处理。将上述策略应用于该企业循环水补水软化方案设计中,预计改造后每日可减少采水900吨,减少排水900吨,约20个月可以收回项目投资。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘强;阮锋;孙立君;马恺;;板料成形工艺参数智能集成优化研究[J];模具工业;2005年12期
2 贺廷礼;陈清林;;石油化工企业节能工作思考[J];石化技术;2008年04期
3 李凤喜;鄢烈祥;史彬;鄢娜;;基于列队竞争算法的多杂质水网络集成优化[J];计算机与应用化学;2011年08期
4 林汝谋;金红光;高林;;化工动力多联产系统及其集成优化机理[J];热能动力工程;2006年04期
5 孙铭海;;南京苏材集成优化粉磨系统通过中国建材工业机械协会的专家评议[J];江苏建材;2009年02期
6 方自真,荣本光,韩方煜,王浩,谢国扬;裂解C_4分离的过程集成优化控制[J];现代化工;1997年10期
7 黄宓兰;超临界CO_2萃取与其他分离技术的集成[J];中国石油和化工;2003年09期
8 陈德敏,陈光;钢铁企业综合集成优化模型的构造[J];冶金能源;2004年06期
9 吴锋;;定性/定量集成优化控制器的形式化设计方法[J];化工学报;2010年08期
10 ;南京苏材集成优化粉磨系统通过专家评议[J];中国粉体工业;2009年01期
11 王炳刚;;混流加工/装配系统集成优化研究[J];机械工程学报;2010年17期
12 王涛;陶薇;;基于Isight和AMEsim的挖掘机控制参数集成优化研究[J];金属矿山;2008年12期
13 秦立公;蒋俊美;袁媛;;桂林旅游物流协同性优化集成模式研究[J];广西轻工业;2011年08期
14 汤伟;戴庆瑜;王孟效;许宝华;陈玉钟;;采用Profibus现场总线的碱回收集成优化控制系统[J];化工自动化及仪表;2011年04期
15 李静,李志红,华贲;LNG冷能利用现状及发展前景[J];天然气工业;2005年05期
16 胡如夫,孙庆鸿,陈南;高精度内圆磨床整机集成优化设计研究[J];兵工学报;2003年02期
17 李彤;;水泥科技项目 喜获国家大奖——中材国际工程股份有限公司获国家科学技术进步奖[J];中国水泥;2006年02期
18 邢宝珍;;CIMS及其在印刷中的应用[J];印刷质量与标准化;2009年06期
19 杨友麒;庄芹仙;;节水减排的过程系统工程方法[J];现代化工;2008年01期
20 田靓;卢军;;基于印机企业的CIMS技术[J];广东印刷;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曹宏美;;货物有限下VFP&VRP集成优化问题的求解[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
2 邓益民;郑堤;路小江;;注塑产品结构尺寸与成型工艺参数的集成优化[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
3 丁显孔;;灭火过程中的装备集成优化[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
4 邓超;王丽琴;吴军;;工艺规划中的LCA和LCC集成优化[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 冯佰威;刘祖源;詹成胜;常海超;程细得;;基于CFD的船型自动优化技术研究[A];2008年船舶水动力学学术会议暨中国船舶学术界进入ITTC30周年纪念会论文集[C];2008年
6 罗志清;王兴治;李学锋;雷建;李涛;;优化设计在导弹结构设计中的应用[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
7 张火明;孙小丽;高明正;;智能优化平台设计[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
8 杨国华;;手术新技术平台与现代手术室建设[A];中华医学会医学工程学分会第十次学术年会暨2009中华临床医学工程及数字医学大会论文集[C];2009年
9 温燕明;郑文华;孙思伟;;从流程工业看焦化工艺的解构与集成优化[A];2010年全国能源环保生产技术会议文集[C];2010年
10 陈清泉;;工程哲学与工程教育[A];第十二届中国小电机技术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐振刚;煤基能化联产系统集成优化与评价方法[D];煤炭科学研究总院;2004年
2 徐宏勇;煤化工行业水系统集成优化及循环水软化技术研究[D];华东理工大学;2014年
3 郝京辉;制造协作组织形成过程任务与资源的集成优化[D];西北工业大学;2006年
4 杜玉晓;铅锌烧结过程智能集成优化控制技术及其应用研究[D];中南大学;2004年
5 刘代飞;氧化铝气态悬浮焙烧集成优化控制指导系统的研究[D];中南大学;2008年
6 陈瑶;精益供应物流整合优化研究[D];同济大学;2008年
7 张永辉;铝粉氮气雾化分级过程集成优化控制系统研究[D];大连理工大学;2006年
8 王军强;基于约束理论的产品组合优化决策研究[D];西北工业大学;2006年
9 董巧英;复杂产品多级制造系统生产计划与调度集成优化研究[D];上海大学;2010年
10 陈许玲;烧结过程状态集成优化控制指导系统的研究[D];中南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁蔚;库存与运输系统集成优化研究与应用[D];大连海事大学;2002年
2 姜武华;汽车电动助力转向系统结构/控制参数的集成优化[D];合肥工业大学;2004年
3 蒋赛;VMI模式下的库存运输集成优化研究[D];西南交通大学;2004年
4 李超;集成优化软件系统的研发与应用[D];大连理工大学;2013年
5 朱婉玲;汽车半主动悬架系统结构/控制集成优化研究[D];合肥工业大学;2002年
6 孙玉梅;生产过程与蒸汽动力系统集成优化研究[D];山东大学;2012年
7 魏波;接触非线性结构集成优化技术研究及在曲轴及其轴承上的应用[D];中北大学;2014年
8 王宇;离心压缩机末级扩压器与排气蜗壳集成优化[D];大连理工大学;2009年
9 杨莹;分布式企业生产计划优化研究[D];大连交通大学;2010年
10 赵君卿;汽车主动悬架与电动助力转向结构/控制集成优化研究[D];合肥工业大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄代放;电气集成优化实现高效节能[N];中国房地产报;2004年
2 通讯员 张惠林 赵毓;西部钻探推进钻井技术集成优化[N];中国石油报;2010年
3 孙芹先;2005年度国家科学技术奖揭晓[N];中国建材报;2006年
4 中国工程院院士、清华大学化工科学与技术研究院院长 金涌;以工程科技创新促进循环经济建设[N];中国化工报;2007年
5 罗华山;贵州同济堂完成一项国家863科研项目[N];贵州日报;2007年
6 殷瑞钰;工程创新是技术进步的主战场[N];学习时报;2005年
7 记者 韩晓霞;专家建言:发展LNG产业链推动“油气化一体化”[N];中国石油报;2006年
8 吴东升;福建公司确定智能电网建设目标[N];国家电网报;2009年
9 魏素玲;大庆电力科技助企添活力[N];黑龙江经济报;2009年
10 周婷;全球最大制笔企业贝发集团有意登陆A股[N];中国证券报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978