비용과 원수 최소화를 위한 최적의 용수 재사용 시스템 설계 = Optimal design of a water reuse systems for minimization of cost and fresh water
저자
발행사항
서울 : 연세대학교 대학원, 2006
학위논문사항
학위논문(석사)-- 연세대학교 대학원 : 화학공학과 2006.8
발행연도
2006
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
vii, 56장 : 삽도 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 문일
소장기관
The purpose of this study is to design an optimal water reuse system for minimizing use of fresh water and calculated cost of water reuse system. As case study, an optimization method is used for process with four and seven units. Optimization models are based on a com ponent mass balance for the process taking into account consumption of fresh water and reuse water. The mass balances include stream mixing and stream splitting for each component in water network. The optimization models also contain constraints for the maximum permissible pollutant concentration allowed the concentratioin of inlet and outlet streams in water process. The cost of optimization process is calculated using NLP and LP method. The first case study presents the optimal network for the process with four units. The second case study shows the optimal for the process with seven units. As a results of these method, water network cost is saved 1% and 3% in the process with four units and 10% and 13% in the process with seven units. Therefore, in this paper, optimization method was used to design optimal water reuse system in the case studies.
더보기본 연구의 목적은 화학공정에서 용수 사용시 비용과 원수 최소화하기 위하여 최적의 용수 재사용 시스템을 설계하는 것이다.본 연구의 예제 공정으로 각각 4개, 7개의 단위공정을 최적화 기법을 사용하여 접근하였다. 최적화 모델은 재사용되는 물과 원수의 소비를 고려한 프로세스에서 각 성분의 물질수지를 나타낸다.물질 수지는 용수 네트워크에서 각 성분의 흐름 혼합에서 물질 수지와 흐름 분기에서 물질 수지를 나타낸다. 또한 최적화 문제는 용수 프로세스에서 입구 흐름 농도와 출구 흐름 농도에서 허용되는 최대 오염물질의 농도 제한 조건을 이용하였다.최적화 공정의 비용은 비선형(NLP)방정식과 선형(LP)방정식을 사용하여 계산하였다. 첫 번째 예제에서는 4개의 단위 공정에서 최적의 네트워크를 나타내었다. 두 번째 예제에서는 7개의 단위 공정으로 최적의 해를 찾아 나타내었다.최적화 문제의 해는 4개의 단위 공정에서 용수 네트워크 비용을 1%와 3%가량 절약하였고, 7개의 단위공정에서는 10%와 13% 가량 절약하였다. 따라서, 본 연구에서는 예제 공정에서 최적의 용수 재사용 시스템 설계를 위해 최적화 기법을 이용하였다.
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