分离过程的分段法优化设计的研究
分离过程综合的任务是如何选择适宜的分离方法，确定最优的分离序列，使系统的总费用最小。分离过程综合作为过程综合的一部分，它的研究具有重要的意义。但是，由于分离过程本身的复杂性和多样性，目前的理论和方法还只能解决一些比较简单的问题，在分离过程综合研究方面还存在很多困难和不足。本文在分析分离过程本身特性的基础上，提出了一套分离过程综合的新方法。
1、提出了分离过程分段设计方法：依据分离过程在不同阶段所需要推动力的不同而将分离任务分解为若干的子任务，每一个子任务都可以有不同的设计方案，建立一个包含各种可行方案的超结构数学模型，以总费用最小为目标，采用合适的算法进行优化计算，得到优化的工艺流程方案。
2、对干燥过程进行了分段设计的研究。根据干燥过程不同部分所需要的推动力的不同，将干燥过程表达为一个超结构模型，以年费用最小为目标，对干燥过程进行的段数和每段的工艺参数进行优化设计。实例研究表明，当物料含水量大于物料在该条件下的临界含水量时，宜采用两段干燥的方法，将回转圆筒干燥器和流化床干燥器组合进行干燥；当物料含水量低于临界含水量时，宜采用一段干燥，将物料直接放入流化床干燥器进行干燥。
3、对水处理过程进行了分段设计的研究。根据水处理过程中不同的给水浓度和不同的产水浓度要求，将水处理过程表达为一个超结构模型，以年费用最小为目标，对水处理过程进行的段数和每段的工艺参数进行优化设计。实例研究表明，当进水浓度为5000ppm～35000ppm时，制备生活用水用反渗透法进行处理，制备纯水用反渗透法+离子交换法联合起来进行处理；当进水浓度为500ppm～5000ppm，制备生活用水用电渗析法进行处理即可，若制备纯水则需要使用电渗析法+离子交换法联合进行处理；当进水浓度很低时，即小于500ppm，制备纯水使用离子交换法一步即可。
(2)，(3)中的实例得出的结果分别与未分段情况下的结果作了比较，分段设计的总费用明显小于传统设计的结果，因此，我们设计出的结果是合理的，表明这种方法是有效的。
分离过程;过程综合;分段设计;干燥过程;水处理
中国海洋大学
硕士
应用化学
胡仰栋
2006
中文
TQ028.8
63
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）