15175

مطالعه شبيه سازيهاي فرآيندهاي جذب بطني دي اكسيد كربن (CO2 Absorption)

1403

دكتر شاهرخ شاه حسيني

افزايش غلظت دي‌اكسيدكربن به‌عنوان مهم‌ترين گاز گلخانه‌اي، چالش‌هاي اساسي در حوزه‌هاي انرژي، محيط‌زيست و توسعه پايدار ايجاد كرده است و توسعه فناوري‌هاي جذب و جداسازي اين گاز را به ضرورتي اجتناب‌ناپذير تبديل نموده است. در اين ميان، فرآيند جذب مبتني بر حلال‌ها به‌دليل بلوغ صنعتي، قابليت مقياس‌پذيري و امكان به‌كارگيري در واحدهاي موجود، جايگاهي ويژه يافته است؛ هرچند مسائلي مانند مصرف بالاي انرژي در مرحله باززنده‌سازي حلال، خوردگي تجهيزات و هزينه‌هاي عملياتي بالا، استفاده گسترده‌تر آن را با چالش روبه‌رو كرده است. ازاين‌رو، بهره‌گيري از شبيه‌سازي‌هاي چندسطحي به‌عنوان ابزاري كليدي در طراحي، تحليل و بهينه‌سازي فرآيند مطرح شده است. اين پژوهش با مرور و مقايسه رويكردهاي تعادلي، نرخ‌محور، مدل‌هاي ترموديناميكي و ديناميكي، ديناميك سيالات محاسباتي (CFD)، شبيه‌سازي چندفيزيكي و رويكردهاي داده‌محور مبتني بر هوش مصنوعي (ANN، ANFIS و مدل‌هاي هيبريدي فيزيك–داده‌محور)، ظرفيت‌ها و محدوديت‌هاي هركدام را بررسي مي‌كند. نتايج نشان مي‌دهد كه مدل‌هاي تعادلي و ترموديناميكي اگرچه براي تحليل‌هاي مقدماتي كارآمد هستند، اما در شرايط عملياتي پيچيده دقت كافي ندارند؛ در حالي‌كه مدل‌هاي نرخ‌محور و CFD توان بالاتري در بازتاب رفتار واقعي سيستم و طراحي تجهيزات ارائه مي‌دهند. افزون بر اين، مدل‌هاي داده‌محور و الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين، به‌ويژه در قالب مدل‌هاي هيبريدي، امكان پيش‌بيني دقيق‌تر، بهينه‌سازي شرايط عملياتي و توسعه ديجيتال‌توين براي كنترل بلادرنگ را فراهم مي‌سازند. بر اين اساس، جمع‌بندي پژوهش نشان مي‌دهد كه رويكردهاي تلفيقي، با تركيب توانمندي‌هاي مدل‌هاي فيزيك‌مبنا و انعطاف‌پذيري مدل‌هاي داده‌محور، مي‌توانند مسير تازه‌اي براي ارتقاي كارايي فرآيند، كاهش هزينه‌هاي عملياتي و كمك به تحقق اهداف جهاني كاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي بگشايند.

1/1/1900 12:00:00 AM

87875

1404/08/01