5449

5449

شبيه سازي سيكلون واحدتكنيك هايCFD

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1387

1387

دكتر سيد حسن هاشم آبادي -دكتر منصور شيرواني

چكيده سيكلونهاي جداكننده گازي درصنايع نفت، گاز، پتروشيمي و ساير صنايع فرايندي بصورت گسترده اي براي جداسازي غبار از گاز يا جهت بازيابي محصول مورد استفاده قرار مي گيرند. طراحي ساده، هزينه ساخت كم، قابليت استفاده در دامنه وسيعي از شرايط عملياتي و انعطاف پذيري با توجه به فشار و درجه حرارتهاي بالا، سيكلونها را به يكي از گسترده ترين دستگاههاي جداسازي ذرات تبديل نموده است. يكي از موارد مهم استفاده مي باشد كه در آن سيكلونها به علت (FCC) سيكلونها بازيابي كاتاليست در فرايند كراكينگ كاتاليستي سيال چرخش كاتاليست به صورت پايا و پيوسته در فرايند تحت مقدار بار زيادي از ذرات جامد عمل مي نمايند. بازده جمع آوري و افت فشار از مهمترين عوامل در عملكرد سيكلون مي باشد و هر دوي اين عوامل تحت تاثير مقدار بار ذرات قرار دارند. سايش كاتاليست نيز در راكتورهاي بستر سيال داراي نقشي اساسي در هزينه ها مي باشد. در واقع اين پديده باعث از دست دادن ذرات كاتاليست گران قيمت مي گردد كه توسط تزريق كاتاليست تازه جبران مي شود. از اين رو هدف از انجام اين تحقيق بررسي كاركرد سيكلون براي مقدار زياد غلظت ذرات ورودي يعني تا 20 كيلوگرم ذرات ورودي در يك كيلوگرم گاز ورودي توسط تكنيكهاي ديناميك سيالات 6 كيلوگرم ذرات ورودي در يك / محاسباتي مي باشد، حال آنكه در نهايت در منابع تحقيقاتي پيشين تا 5 كيلوگرم گاز ورودي بحث شده است. در اين مطالعه سيكلون مورد نظر از نوع استيرمند با بازدهي بالا و داراي در صنعت نفت است. از آنجا FCC هندسه سه بعدي مي باشد كه سيكلوني مرسوم از راكتور احياء كاتاليست واحد كه ايجاد هندسه سيكلون واقعي با ابعادي بزرگ، عامل ايجاد موانعي از قبيل طولاني شدن زمان محاسبات، نياز به حافظه بالاي رايانه اي و غيره مي گردد لذا جهت انجام شبيه سازي ابعاد سيكلون با مقياس مشخص به اندازه ترسيم و شبكه بندي و براي شبيه سازي از gambit هاي كوچكتر تغيير يافته و توسط نرم افزار توليد شبكه استفاده شده است. نتايج شبيه سازي حاكي از اين است كه اگرچه افت فشار نسبت Fluent 6) نرم افزار / نسخه ( 3 به افزايش غلظت ذرات در ورودي زياد تغيير نمي كند وليكن ممكن است بتوان كاهش افت فشار جريان حاوي ذرات را تا 30 درصد افت فشار جريان هواي تميز تخمين زد. افزايش بازده جمع آوري نيز با افزايش غلظت كاتاليست ورودي تا مقدار نسبت 10 كيلوگرم ذره در 1 كيلوگرم هواي ورودي قابل نتيجه گيري است، حال آنكه اين تغييرات در مقادير بالاتر از اين مقدار روندي رو به كاهش را نشان خواهد داد. ضمنا كد نوشته شده بر اساس PSD گشته و نتايج Fluent وارد نرم افزار UDF يك رابطه تجربي جهت پيش بيني سايش كاتاليست، بصورت ذرات جمع آوري شده حاصل از سايش نسبت به تغيير سرعت در نسبت هاي مختلف جامد به گاز گزارش شده است. ،FCC ، اولرين – لاگرانژين ، CFD ، واژه هاي كليدي: سيكلون، ديناميك سيالات محاسباتي، گاز و جامد سايش.