有害液体处理单元过程最优化设计

有害液体处理单元过程最优化设计

　　optimizing design for harmful liquid treatment unit process 用最优化的原理和方法设计出效率最高、费用最小、能源消耗最少的有害液体处理单元过程。其中包括确定某一单元过程的操作方式、运行参数和有关设备的基本尺寸等。对较复杂的大型有害液体处理装置运用“分解、协调”方法进行最优化设计时，单元过程就是处理系统的子系统。通过单元过程的最优化研究可以了解，单元过程本身的特性和影响因素，并有助于大系统的最优化设计。最优化设计的基本方法是选择并确定目标和过程特性的数学模型、确定设计变量的可调范围、运用一定的方法求解最优方案。要建立定量描述某一单元过程主要特性的数学模型，首先要研究建立为确定单元过程内部定性的结构模型，然后再研究建立定量表示各状态变量和设计变量之间相互关系的定量模型。定量模型一般包括两个内容：有毒液体的流动状态模型和反应变化的反应速率模型。这两种模型可以通过理论分析、经验归纳和实验分析相结合的方法建立，把它们同目标函数和费用函数结合起来，就可以推导建立起单元过程最优化的数学关系式。再采用适当的最优化方法来确定设计变量的最优解，从而作出单元过程设计。具有代表性的过程最优化研究实例如表14—7。

表14—7 过程最优化研究实例

研究者	最优化问题	使用的数学模型	最优化方法	结果
内滕等人 (1972)	曝气池最优供气	流动：扩散反应：内滕	变分法	最大需氧量约在离入口的池长度1／3处
方梁正等人 (1973)	曝气池最优混合度	流动：扩散反应：莫诺德	二点边界值的配置法	反应速率快，应有一定的混合度
高松等人 (1971)	沉淀池最优水深和表面积	流动：扩散	模拟法	存在最优水深和最优表面积
多斯特尔等人 (1966)	活性炭作三级处理	吸附带模型	线性规划法	最优设计取决于平衡吸附容量、速度和有害物特性

　　　　　　　　　　——摘自《安全工程大辞典》（化学工业出版社，1995年11月出版）