بهینه سازی فرآیند جذب سطحی با تناوب فشار (PSA) برای جداسازی هوا به روش انتگراسیون فرآیند
[پایاننامه]
Optimization of Pressure Swing Adsorption (PSA) process for air separation using integration method
/علی اصغر شهابی
: مهندسی شیمی
، ۱۳۹۱
۱۱۶ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول ، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
۱۳۹۱/۰۳/۰۱
صنعتی سهند
کاربردهای فراوان اکسیژن و نیتروژن این الزام را به وجود میآورد که در حجم بزرگی تولید شوند .شاید رایجترین این کاربردها برای اکسیژن در پزشکی و بعضی صنایع از جمله کاغذسازی و برای نیتروژن تولید آمونیاک و صنایع نفت و غذایی باشد .این دو ماده از منبع بسیار فراوان خود یعنی هوا، با استفاده از سه روش تقطیر هوای مایع) (cryogenic ، جذب سطحی با نوسان فشار (Pressure Swing Adsorption) و سیستم غشایی تولید میشود .ظرفیت تولید، خلوص محصول، ارزش اقتصادی محصول جانبی و هزینه انرژی پارامترهایی هستند که از روی آنها اقتصادیترین روش را می-توان انتخاب کرد .در این پروژه با در نظر گرفتن این موارد و اینکه فرایندهای کلاسیک دیگر مانند فرایند تقطیر هوای مایع مستلزم شرایط حاد فرایندی مانند فشارهای خیلی بالا و دماهای خیلی پایین و لذا صرف هزینههای بالا است و فقط در مقیاسهای تولیدی خیلی بالا اقتصادی است، استفاده از روشهای سادهتر جذب سطحی مانند روش PSA که مستلزم شرایط ملایم فرایندی است و در آن از اجزاء و تجهیزات فرایندی گرانقیمت استفاده نمیشود و هزینههای ثابت اولیه پایین بوده و برای ظرفیت های تولید متوسط، اقتصادی ترین روش است، انتخاب و جداسازی هوا برای تولید اکسیژن یا نیتروژن توسط فرآیند PSA مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت .جذب سطحی با نوسان فشار از واحدهای عملیاتی مهم برای جداسازی و خالص سازی گازها به حساب میآید . این فرآیند بر پایهی قابلیت جذب سطحی جامدات و نگه داشتن انتخابی گونههای جذبشونده عمل میکند، فرآیند به صورت سیکلی بوده و در سادهترین حالت چهار مرحله اصلی فشارزنی، جذب، تخلیه و دفع پشت سر هم انجام میشوند .پس از طی مراحل بالا محصولهای اصلی و فرعی از خطوط ویژه خارج میشوند .میزان خلوص، میزان بازیابی و میزان مصرف انرژی و موارد مشابه به تعداد بستر های جذب، نحوه تعویض المان های جذب و دفع، کاهش فشار و افزایش فشار و همچنین نحوه ارتباط بین بسترها و جریانها بستگی دارد .لذا در این پروژه طراحی فرآیند توسط نرم افزار Aspen Adsim صورت گرفته و کل فرآیند مدلسازی شده و معادلات دیفرانسیل حاکم بر مسئله توسط نرمافزار Aspen Adsim حل گردیده است .برای انتخاب فرآیند بهینه واحد PSA با تعداد یک و دو بستر و مراحل چرخه ای مختلف و به منظور بررسی تاثیر این موارد بر روی میزان خلوص و میزان بازیابی درنظر گرفته شد .مطالعات پارامتری توسط نرم افزار انجام شد و نتیجتا شبیهسازی به صورتی ترتیب داده شد که اثر پارامترهای مختلفی چون مقدار خوراک، مقدار محصول، فشارمرحله جذب، زمان سیکل، تعداد بستر ها و تعداد مراحل بر عملکرد فرآیند در نتایج شبیه سازی مورد بررسی قرار بگیرند.
Optimization of Pressure Swing Adsorption (PSA) process for air separation using integration method
جداسازی هوا
جذب سطحی با نوسان فشارPressure Swing Adsorption)
تقطیر هوای مایع) cryogenic)
سیستم غشایی
تولید اکسیژن و نیتروژن،Aspen Adsim
جداسازی هوا، جذب سطحی با نوسان فشار(Pressure Swing Adsorption) ، تقطیر هوای مایع) (cryogenic ، سیستم غشایی، تولید اکسیژن و نیتروژن،Aspen Adsim