近三十余年来，节约资源和废物最小化问题成为过程工业乃至区域经济发展重点关注的议题。与此同时，过程系统工程（process systems engineering）领域中系统化的设计方法和工具研发有了长足的进步。采用整体性的方法处理系统综合和优化问题是非常重要的。在这个方面，强调过程系统整体性的过程集成（process integration）方法和技术能提供有力的支撑。过程集成定义为“用于过程设计、改造和运行的整体性方法，它强调的是过程系统的一体化”。迄今，过程集成问题主要有三个分支，即能量、物质和物性集成[10]。
过程集成起源于20世纪70年代，该方法和技术的开发被用来设计过程工业的能量回收系统，以应对当时的第一次石油危机。最早的应用是换热网络优化（heat exchange network）综合问题，接着有效地应用于各种能源密集型过程的设计中，如精馏和公用工程系统。20世纪80年代，过程集成被拓展到了各种废物回收系统设计中，提出了用于质量交换网络（mass exchange network）综合的质量集成方法和技术。自20世纪90年代中期开始，围绕资源的回收利用，研究开发了许多过程集成方法和技术，过程集成研究人员把他们感兴趣的领域统称为资源回收网络（resource conservation network）综合，其中涉及优化使用各种物质资源，如水、公用工程气体（例如氢和氮）、溶剂等。此外，也有其他新兴的过程集成，例如环境约束条件下的能源产业规划、供应链规划、生产调度、人力资源规划和金融投资分析等[10]。(www.xing528.com)
上述过程集成问题是如何相互关联的呢？事实上，所有这些问题存在着一些相似之处，总体上，所有这些问题都可以通过物流量（量）和品位（质）两个方面来描述。例如，在换热网络和其他热集成问题中，可依靠最低温度（品位）来确定可行传热量（数量）。另外，在物质交换网络和以浓度为基础的资源回收网络问题中，可通过杂质浓度（品位）来确保可行的传质驱动（数量）。同样的原则也适用于其他问题，如表1所示。
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