染色工艺清洁生产与过程优化技术开发及应用

染色工艺清洁生产与过程优化技术开发及应用

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1、lIIIDillJillIIIIIIIIIIIH]II/11jY2372527染色工艺清洁生产与过程优化技术开发及应用(申请南京大学环境科学(环境规划与管理)博士学位论文)培养单位:学科、专业名称:研究方向:作者姓名:指导教师:答辩日期:资助项目:国家科技支撑计划(2006BAC02A15);江苏省环境科学研究院人才基金项1

2、(Rc0802)。CleanerproductionandprocessoptimizationtechnologiesfordyeingprocessDissertationSubmi

3、ttedtotheAcademicDegreeCommitteeofNanjingUniversityforApplyingthePh.D.DegreeinEnvironmentalScience(EnvironmentalPlanningandManagement)ByJiangWeiliDissertationSupervisor:ProfessorBiJun&AssociateProfessorYuanZengweiDepartmentofEnvironmentalScienceSchooloftheE

4、nvironmentNanjingUniversity,Nanjing,ER.ChinaJuly,2009SupportedbytheProjectoftheNationalKeyTechnologyR&DProgram(2006BAC02A15)andthefundfromJiangsuAcademeofEnvironmentScience(Rc0802)姜伟立《染色工艺清洁生产与过程优化技术开发及应用》独创声明本人所呈交的学位论文是本人在2005年9月至2009年7月问在导师指导下进行的研究工作及取得的研

5、究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京大学及其他教学、科研机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所作的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。除非另有说明,本论文的工作均是原创性工作。特此声明!学位论文作者(签名):差I、脚王日期:卫矿∥矿,莎.2扩毕业论文题目:鎏色工艺渲渲生主兰蕉猩岱丝撞苤珏筮区墓廑用丕撞抖堂(巫撞趣剑墨簧堡1专业2QQ三级博士生姓名:羞焦童指导教师(姓名、职称):望至数援:壶增值副熬援

6、中文摘要印染行业是我国主要的工业行业之一,轧染印染企业一般拥有多条连续轧染生产线,每条生产线上每天需要安排多个批次的订单。连续轧染生产线染色工序在更换生产品种前,每次均需要清洗机器,清洗过程排放大量废水。目前,印染企业通常采用人工方法对订单进行简单排序,根据各个订单的交货时间,以一个时间段为单位安排生产计划,这种人工订单排序方法很难实现对生产订单的动态调整和优化,不仅造成印染过程中染料浪费,而且会大大增加清洗次数,由此造成水耗和废水排放量增加,同时清洗时间也大大延长。为实现印染企业节水减排,本研究首先通过工业

7、代谢分析,识别印染过程中主要的耗水环节——清洗过程,并通过分析发现染色生产过程中更换订单环节产生的废水与订单排序直接相关,据此确定本研究的科学问题:如何实现印染订单优化排序。即如何将两批不同时间接到的颜色相同或相近的订单安排在一条生产线上连续生产,尽可能避免停车清洗或减少全面清洗的次数,最大限度减少剩余染料和清洗废水的产生机会。其次,在科学问题识别的基础上,以连续轧染生产线清洗次数最少为优化目标(也即清洗时间最短),综合考虑各种约束条件,如交货时间、色系及颜色深浅、染色速度、布料品种、订单长度、生产时间等,开

8、发染色生产订单优化排序的混合整数线性规戈I](MILP)模型。再次,本研究采用分支定界算法(B&B)和遗传算法(GA)分别对MILP模型进行了优化研究。根据染色订单的特点,采用合成分派规则(ATCS)和过滤束搜索算法(FBS)对分支定界算法进行改进,提高优化速度;将遗传算法(GA)与禁忌搜索鬻≤1姜伟立《c染色工艺清洁生产与过程优化技术开发及应用》算法(TS)相结合为遗传禁忌算法(GATS),提高遗传算法的收敛速度。研究表明,与人工排序结果相比,分支定界算法、遗传算法及遗传禁忌算法均具有实时排序的优点,但遗传

9、算法及遗传禁忌算法更适合于大数据量的优化计算。最后,运用两种算法对苏州某印染企业2008年度的订单进行了模拟排序研究,结果表明,染色订单采用遗传禁忌算法优化后,更换订单造成的清洗废水量可以减少22%29.1%,生产时间可以节省11.2‰14.6%,染料用量、剩余染液也有所减少,并为剩余染液的再利用提供了条件。通过本研究,将同一色系的订单按照由浅到深的顺序,安排在一条生产线上生产,只需对生产线进行简单

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