عنوان :
بررسي تجربي و مدل سازي توليد اكسيژن از هوا در فرايند جذب تناوبي فشار
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژِي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
پانزده، 73ص.: مصور
استاد راهنما :
محمود اشرفي زاده
استاد مشاور :
علي اكبر عالم رجبي
توصيفگر ها :
زئوليت , بستر فشرده , خلوص محصول , تغييرات غلظت
تاريخ نمايه سازي :
94/11/18
استاد داور :
محسن دوازده امامي، محمدرضا توكلي
چكيده فارسي :
1 چكيده فرايند جداسازي با تناوب فشار يكي از جديدترين روشهاي جداسازي گازها ميباشد كه از نظر اقتصادي جايگاه خوبي را در بين فرايندهاي جداسازي پيدا كرده است در اين پروژه فرايند جذب تناوبي فشار براي جداسازي گاز اكسيژن از هوا براي يك واحد دو بستري شبيهسازي شده است اين فرايند شامل چهار مرحله فشارزني جذب تخليه و پاكسازي ميباشد در مرحله فشارزني هواي فشرده از ابتداي بستر وارد ميشود در حالي كه انتهاي بستر جذب بسته شده است و به اين ترتيب فشار تا بيشترين مقداري كه مورد نظر است افزايش مييابد سپس در مرحله جذب انتهاي ستون باز شده و خوراك همچنان از ابتداي بستر وارد ميشود جزيي كه قابليت جذب كمتري دارد در فاز گاز باقي ميماند و از انتهاي بستر خارج ميشود جزيي كه قابليت جذب بيشتري دارد جذب جاذب مي شود بعد از مرحله جذب مرحله تخليه بستر ميباشد عمل تخليه در خالف جريان خوراك يعني از باال به سمت پايين انجام ميشود در اين مرحله در پايين بستر جزيي كه جذب بستر شده است از بستر خارج ميشود و در آخر مرحله پاكسازي صورت ميگيرد در مرحله پاكسازي بستر از جز جذب شده شسته و پاك ميشود و به اين ترتيب جاذب در اين مرحله احيا ميشود عمل پاكسازي بستر توسط قسمتي از فراورده اصلي انجام ميشود براي شبيهسازي هر يك از اين مراحل معادالت حاكم كه شامل معادالت ديفرانسيل معمولي و معادالت ديفرانسيل با مشتقات پارهاي ميباشند با استفاده از نرمافزار COMSOL حل شدهاند براي هر چهار مرحله معادالت حاكم يكسان ميباشند و تفاوت در شرايط مرزي و اوليه ميباشد براي انجام آزمايشها از يك واحد نيمه صنعتي دو بستري استفاده شده است كه مجهز به شيرهاي قطع و وصل سولنوئيدي جريان دبيسنج ديجيتال فشارسنج و آناليزور گاز ميباشد زمان و مدت باز و بسته شدن شيرهاي جريان توسط يك برنامه كامپيوتري متصل به دستگاه قابل برنامهريزي بوده و اطالعات اندازهگيري شده قابل ثبت و ذخيره ميباشند نتايج حاصل از شبيهسازي با نتايج به دست آمده از آزمايش مقايسه شدهاند و تطبيق خوبي دارند اين نتايج شامل تغييرات غلظت تغييرات فشار و تغييرات سرعت در طول بستر همچنين بررسي اثر فشار جذب فشار تخليه مدت زمان مرحله فشارزني مدت زمان مرحله جذب و دبي محصول بر خلوص محصول هستند نتايج نشان ميدهند كه با افزايش فشار جذب و كاهش فشار تخليه با توجه به اينكه جاذب استفاده شده زئوليت LiLSX ميباشد و خاصيت زئوليتها اين است كه در فشار باال عمل جذب و در فشار پايين عمل دفع را انجام ميدهند خلوص محصول افزايش پيدا ميكند همچنين با افزايش زمان مرحله فشارزني زمان مرحله جذب و كاهش دبي محصول خلوص محصول افزايش پيدا ميكند كلمات كليدي فرايند جذب تناوب فشار زئوليت بستر فشرده خلوص محصول تغييرات غلظت
چكيده انگليسي :
Experimental Investigation and Modeling of Oxygen Production from Air in a Pressure Swing Adsorption PSA Process Mohsen Abdi m abdi@me iut ac ir Date of Submission 2016 01 09 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mahmud Ashrafizaadeh mahmud@cc iut ac irAbstractPressure swing adsorption process is one of the newest methods of gas separation that is economically wellpositioned in the separation processes In this project the pressure swing adsorption process for separating oxygenfrom air is simulated for a two bed unit This process involves four steps pressurization adsorption blowdownand purge In pressurization step compass air is inserted at the first bed of the bed while the final part ofadsorption bed is closed and the pressure is increased as the highest amount that is considered and then theadsorption step for the end of the column is open and the feed is also inserted from the first part then the part thathas lower adsorption ability is stayed in gas phase and then is leaved from the end of the bed After the adsorptionstep the blowdown step is surveyed Blowdown in the upstream feed which is performed from the top to down At this point in the bottom of the bed the part is partially absorbed is removed from the platform and purge isperformed at the end of the level In this purge the bed is washed and cleaned up from adsorption bed and thus theadsorbent is relived in the regeneration phase Purge action of bed is performed by some part of main product Tosimulate each of these steps the governing equations involving ordinary differential equations and partialdifferential equations are solved using COMSOL software The governing equations are identical for all fourstages and the difference is in the initial and boundary conditions A pilot plant with two bed is used for testingthat equipped with switching solenoid valves of streaming digital flow meter barometer and gas analyzer Timeand duration of the opening and closing valve is capable to plan by a computer program connected to aprogrammable device and the measured data are recorded and stored The results of the simulation were comparedwith the results of the test and have a good match These results include changes in concentration pressure andspeed variations over the bed as well as the effect of adsorption pressure blowdown pressure time of adsorptionstep the duration of pressurization step and flow rate of product to product purity The results show that byincreasing adsorption pressure and reducing the blowdown pressure given that the used adsorbent is zeoliteLiLSX and adsorption properties of zeolites is that at high pressure is performed with adsorption action and lowpressure is performed desorption operation causes to increase purity of the product Moreover by increasing thetime of pressurization step the time of adsorption and decreasing flow rate of product the product purity areincreased Keywords Pressure swing adsorption process zeolite compact bed products purity concentrationvariations
استاد راهنما :
محمود اشرفي زاده
استاد مشاور :
علي اكبر عالم رجبي
استاد داور :
محسن دوازده امامي، محمدرضا توكلي
