基于遗传算法的海水淡化系统的优化设计

发布时间：2021-09-01 05:45

　　海水淡化技术是解决当今水资源匮乏的重要手段,目前,全世界淡化水日产量约4000万立方米,解决了1亿多人口（世界人口的1/40）的供水问题。经过半个多世纪的发展,海水淡化技术已经比较成熟,大规模地把海水变成淡水,已遍布世界各地。但制约其进一步推广应用的瓶颈是淡化水的成本高,缺乏竞争性,因此降低海水淡化的能耗是当前面临的一大课题。遗传算法是一种随机优化算法,其操作对象是问题参数的编码,即染色体,而不是参数本身,它能够从较大范围内进行搜索,容易得到全局最优解。本文针对海水淡化系统优化设计问题,对传统的遗传算法进行了改进,提出了混合编码的遗传算法,即整数编码和实数编码相结合,同时对交叉和变异等遗传算子进行了改进,采用Visual C++6.0程序来实现。对多级闪蒸（MSF）海水淡化过程进行了研究,考虑了带有盐水循环的多级闪蒸海水淡化系统,引入了闪蒸级数、补充海水与产品水的比率、循环盐水与进料海水的比率三个参数,在此基础上将多级闪蒸海水淡化系统的优化设计表述为一个混合整数非线性规划问题,建立了新的过程优化模型,以吨水费用最小为目标,采用改进的遗传算法进行求解。实例研究表明:得到的吨水费用低于文献... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 海水淡化过程在国内外的研究进展
        1.1.1 国外在海水淡化领域的研究
        1.1.2 国内在海水淡化领域的研究
    1.2 遗传算法
        1.2.1 遗传算法的应用
        1.2.2 遗传算法的改进
    1.3 海水淡化过程优化设计
        1.3.1 多级闪蒸海水淡化过程优化设计
        1.3.2 反渗透海水淡化过程优化设计
    1.4 海水淡化集成过程的优化设计
        1.4.1 反渗透和多级闪蒸过程集成
        1.4.2 能源与海水淡化集成
        1.4.3 发电-海水淡化-综合利用的深度集成
    1.5 本文的主要工作和研究内容
第二章 遗传算法
    2.1 传统遗传算法
        2.1.1 遗传算法的发展概述
        2.1.2 遗传算法的特征
    2.2 遗传算法的改进
        2.2.1 传统遗传算法的缺陷
        2.2.2 遗传算法的改进
    2.3 本文的遗传算法求解过程
第三章 多级闪蒸海水淡化的优化设计
    3.1 引言
    3.2 多级闪蒸系统模型
        3.2.1 多级闪蒸过程基本假设
        3.2.2 系统模型
        3.2.3 经济模型
    3.3 优化设计方法
    3.4 实例分析
    3.5 小结
第四章 反渗透海水淡化过程的模拟与优化设计
    4.1 反渗透的原理及其主要组成部分
        4.1.1 反渗透原理
        4.1.2 反渗透系统主要组成部分
    4.2 反渗透海水淡化系统模型
        4.2.1 过程单元模型
        4.2.2 系统模型
        4.2.3 经济模型
    4.3 数学规划模型
        4.3.1 优化设计方法
        4.3.2 膜组件和设备的选型
        4.3.3 优化模型
    4.4 实例
    4.5 小结
第五章 反渗透和多级闪蒸过程集成系统
    5.1 引言
    5.2 集成过程系统模型
        5.2.1 反渗透和多级闪蒸集成基本假设
        5.2.2 MSF-RO 系统模型
        5.2.3 RO-MSF 系统模型
    5.3 经济模型
    5.4 优化设计方法
    5.5 实例
    5.6 小结
第六章 结论
符号说明
参考文献
附录
致谢



本文编号：3376381