16081

16081

شبيه سازي و بهينه سازي سيكل جداسازي هوا

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

خرداد ماه 1395

خرداد ماه 1395

دكتر سپهر صنايع

مكانيك

چكيده اكسيژن به جهت كاربرد وسيع آن ازلحاظ توليد، رتبه سوم را در ميان مواد شيميايي به خود اختصاص داده است و در صنايع مختلف ازجمله شيميايي، هوانوردي، پالايش و صنايع پزشكي به‌عنوان يكي از عناصر موردنياز با درصد خلوص متفاوت استفاده مي‌شود. در اين پايان¬نامه شبيه¬سازي و بهينه¬سازي سيكل توليد اكسيژن در كارخانه مشخص انجام شده است. در محدوده مجاز تغيير پارامترهاي عملكردي تجهيزات، اين پارامترها تغيير داده شده و با انتخاب تابع هدف مناسب، مقادير بهينه پارامترهاي فوق براي حصول حداقل مقدار تابع هدف، به دست آمده¬اند. شبيه¬سازي سيكل تبريد توليد اكسيژن توسط نرم افزار هايسيس صورت پذيرفته است؛ بهينه سازي و تخمين مقدار بهينه پارامترهاي طراحي نيز توسط ماژول بهينه¬سازي همين نرم افزار انجام گرديده است. اين واحد توليدي بر اساس فرايند لينده همراه با دو برج تقطير طراحي شده است كه اكسيژن را به صورت گاز با دبي 0.8 مترمكعب بر ساعت و با خلوص 99.5 % توليد مي¬كند. شناخت عملكرد ترموديناميكي بهينه و تعيين پارامتر¬هاي اقتصادي مناسب دو عامل موثر در كارامدي يك فرايند جداسازي هستند؛ ينابراين در اين پروژه به بهينه¬سازي فني و اقتصادي واحد توليد مورد نظر پرداخته مي¬شود. بهينه¬سازي انجام شده با هدف رسيدن به حداقل هزينه به ازاي واحد كيلوگرم¬مول محصول توليدي انجام گرفته است كه موفق به كاهش تابع هدف به مقدار 7.88 درصد شده ايم. در ادامه سازگاري طرح تحت شرايط متفاوت فشار، دما و مقدار هواي ورودي و غيره موردمطالعه قرار مي‌گيرد. در انتها نيز هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري اين فرايند مورد آناليز قرار مي‌گيرد. با توجه به كاهش هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري و بهره¬برداري، ثابت مي‌شود كه اين بهينه‌سازي براي فرايند جداسازي هوا مناسب است. واژه‌هاي كليدي: جداسازي هوا، اكسيژن گاز، بهينه‌سازي فني و اقتصادي، شبيه‌سازي، نرم‌افزار Aspen HYSYS