6650

مطالعه مدل سازي و شبيه سازي هاي ستون استخراج ديسك چرخان

1398

دكتر شاهرخ شاه حسيني

چكيده فرآيندهاي جداسازي يكي از اركان‌ مهم فرآيندهاي مهندسي شيمي است. معمولاً در اكثر فرايندهاي مهندسي شيمي، نياز به جداسازي مواد مطلوب است. با پيشرفت علم مهندسي شيمي، انواع روش‌هاي جداسازي برحسب شرايط عملياتي و مهندسي به وجود آمده است كه يكي از اين روش‌ها، جداسازي استخراج مايع-مايع مي‌باشد. لذا توجه به اين نوع جداسازي و دستگاه‌هاي آن از اهميت خاصي برخوردار هست. فرآيند استخراج مايع-مايع امروزه به‌طور قابل‌توجهي يك عمليات جداسازي بالغ محسوب مي‌شود. انتخاب روش‌ جداسازي مناسب و در ادامه استفاده از يك دستگاه جداسازي مناسب و مقرون¬به¬صرفه يكي از مهم‌ترين چالش‌هاي مهندسي شيمي در طراحي فرآيند مي‌باشد. وجود روش‌هاي گوناگون و شرايط محدودكننده دليل به¬وجود¬آمدن اين چالش بزرگ است. براي پاسخ دادن به اين چالش در انتخاب و طراحي ستون استخراج آگاهي از پارامترهاي هيدروديناميكي و انتقال جرمي ضروري است. استخراج‌كننده ستون ديسك چرخان (RDC)، در آزمايشگاه‌هاي رويال داتچ/شِل در آمستردام در خلال سال‌هاي 52-1948 توسعه داده‌شده است. اين ستون از يك پوسته عمودي تشكيل‌شده كه به‌وسيله‌ي حلقه‌هاي شكافدار ثابت با يك شفت عمودي كه به‌وسيله يك موتور الكتريكي خارجي گردانده مي‌شود، به چندين بخش تقسيم‌شده و شفت عمودي حامل يك مجموعه از ديسك‌هاي چرخشي قرارگرفته در وسط هر بخش مي‌باشد. هنگام عمليات، تمام محتويات ستون مي‌چرخند و جفت ورتكس¬هاي (گردابه¬هاي) افقي بين ديسك‌هاي چرخشي و ديسك‌هاي ثابت تنظيم، روي اين حركت سوار مي شوند و اين حركت گردابي براي شكستن فاز پراكنده به قطرات ريز با يك جز جريان عمودي خالص كه به‌صورت متقابل با جريان فاز پيوسته مي‌باشد، بكار مي‌رود. امروزه صدها ستون RDC با دامنه قطر 1 تا 4.5 متر در دنيا استفاده مي‌شود. اكثر اين ستون‌ها در صنعت نفت به‌عنوان‌مثال در پالايش روغن روان كننده، در جداسازي آروماتيك‌ها با سولفولين و در آسفالت زدايي پروپان-بوتان از پسماندهاي نفت خام استفاده مي‌شوند. هم‌چنين فهميده شده كه اين ستون‌ها در صنايع شيميايي داراي كاربرد گسترده بوده و گزارش‌شده كه در پالايش روغن خوردني (نباتي) و استخراج فلزات كاربرد دارند. براي طراحي و بهينه¬سازي و افزايش مقياس ستون¬هاي استخراج از انواع مدل¬هاي انتقال جرمي بهره مي¬برند. بدليل فاصله نسبتاً قابل توجه اكثر مدل¬هاي موجود به¬دليل فرضيات زياد ساده¬شونده با واقعيت، استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي به¬عنوان يك ابزار قوي و كارآمد بسيار مفيد مي¬باشد. مقايسه نتايج شبيه¬سازي¬ها با كارهاي آزمايشگاهي صحيح¬بودن شبيه¬سازي¬هاي CFD را نشان مي¬دهد.

9/21/2019 12:00:00 AM

66172

1398/08/01