دانلود پایان نامه:بهینه سازی برج تقطیر با استفاده از مفهوم انتگراسیون حرارتی داخلی و تحلیل اکسرژی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی شیمی

گرایش :طراحی فرآیند

عنوان : بهینه سازی برج تقطیر  با استفاده از مفهوم انتگراسیون حرارتی داخلی و تحلیل اکسرژی

دانشگاه سیستان و بلوچستان

تحصیلات تکمیلی

 

پایان نامه کارشناسی ارشد درمهندسی شیمی گرایش طراحی فرآیند

 

عنوان:

بهینه سازی برج تقطیر  با استفاده از مفهوم انتگراسیون حرارتی داخلی و تحلیل اکسرژی

 

استاد راهنما:

دکتر فرهاد شهرکی

 

استاد مشاور:

بهاره بیدار

خرداد 1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                         صفحه

فصل اول: پیشگفتار.

1-1 مقدمه. 2

1-2 بررسی مصرف انرژی در برج تقطیر. 2

1-3 بیان روش های بهبود راندمان مصرف انرژی.. 3

1-4ضرورت انجام پژوهش…. 4

1-5 اهداف ونوآوری پژوهش…. 7

1-6ساختار پژوهش…. 7

فصل دوم: مروری برتحقیق‌های انجام‌شده. 9

2-1 مقدمه. 10

2-2 تحقیق های انجام شده پیرامون اکسرژی.. 10

2-3 تحقیق‌های انجام شده پیرامون انتگراسیون داخلی برج تقطیر. 13

2-4تحقیق‌های انجام شده پیرامون انتگراسیون داخلی برج تقطیر با استفاده از اکسرژی   15

2-5 نتیجه‌گیری 15

فصل سوم: مفاهیم اکسرژی.. 17

3-1مقدمه. 16

3-2 مفهوم اکسرژی.. 18

3-3 مقایسه انرژی و اکسرژی.. 21

3-4 شبیه سازی و آنالیز اکسرژی برج تقطیر. 22

3-5 بهینه سازی.. 23

3-6 بهینه سازی برج تقطیر با استفاده از آنالیز اکسرژی.. 24

3-7 اثر انتگراسیون حرارتی داخلی بر روی کیفیت مصرف انرژی.. 25

3-8 موازنه اکسرژی.. 26

فصل چهارم: انتگراسیون حرارتی داخلی برج تفطیر. 29

4-1 مقدمه. 30

4-2 بررسی بهبود کیفیت و راندمان مصرف انرژی در انتگراسیون حرارتی برج تقطیر  30

4-3 انتگراسیون حرارتی داخلی برج های تقطیر. 32

4-4 مدل سازی برج تقطیر و ساختارHIDiC.. 36

4-5 پیاده سازی ساختار انتگراسیون حرارتی داخلی.. 37

4-6 مبدل حرارتی.. 39

4-7 روش NTU-έ. 39

4-8 روش حداقل دمای نزدیکی.. 40

4-9  شیر فشار شکن.. 41

4-10اثر انتگراسیون حرارتی داخلی بر روی میزان مصرف انرژی.. 41

4-11اثر انتگراسیون حرارتی داخلی بر روی کیفیت مصرف انرژی.. 43

4-12 بهینه سازی ترمودینامیکی برج تقطیر. 43

4-13 نمودار دما-آنتالپی.. 44

4-14 حداقل نیروی محرکه در طراحی فرآیند. 49

4-15 نیروی محرکه در برج تقطیر. 51

4-16 تعیین حداقل اتلاف اکسرژی.. 53

4-17 نمودار حداقل نیروی محرکه. 56

4-18 محاسبه ی الگوریتم (عددی ) 57

4-19 تعیین محل مناسب برای یک برج اصلاح شده 58

فصل پنجم:بررسی الگوریتم بر روی برج تقطیردی بوتانایزر. 61

5-1مقدمه. 62

5-2 واحد دی بوتانایزر پالایشگاه شیرازUnit 100) ) 62

5-3 انتگراسیون حرارتی داخلی برج تقطیر. 63

5-4 تعیین حداقل نیروی محرکه در طراحی فرآیند. 64

5-5 تعیین محل مناسب برای یک برج اصلاح شده 70

5-6 نتیجه‌گیری 74

فصل ششم: نتیجه‌گیری وپیشنهادات… 75

6-1نتیجه‌گیری.. 76

6-پیشنهادها 77

مراجع. 78

پیوست… 82

فهرست جدول‌ها

عنوان جدول                                                                                                              صفحه

جدول 4-1 مدل های اکتیویته مناسب برای حالت های مختلف محلول ها…………………………………………………. 37

جدول5-1.نتیجه شبیه سازی اولیه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 71

جدول 5-2. نتیجه شبیه سازی بعد از انتگراسیون ……………………………………………………………………………………………………………………. 72

جدول 5-3. نتیجه شبیه سازی برج اصلاح شده ………………………………………………………………………………………………………………………….. 72

فهرست شکل‌ها

عنوان شکل                                                                                                                   صفحه

شکل1-1. نمای کلی از یک برج تقطیر متداول …………………………………………………………………………………… 3

شکل1-2. نمودار برج برگشت پذیر برای سیستم دو تایی……………………………………………………………………… 5

شکل 4-1. نمای کلی از یک HIDIC ایده آل………………………………………………………………………………… 33

شکل 4-2. . نمای کلی از یک برج یکپارچه حرارتی داخلی………………………………………………………………… 38

شکل 4-3. تغییرات کار مصرفی کمپرسور بر حسب نسبت تراکم کمپرسور…………………………………………… 43

شکل4-4مراحل مورد نیاز برای رسیدن به اهداف در برج……………………………………………………………………. 44

شکل4-5. نمودار ترکیب برای برج های مختلف…………………………………………………………………………………. 48

شکل 4-6.حداقل نیروی محرکه برای شبکه مبدل حرارتی…………………………………………………………………. 50

شکل 4-7. تأثیر سیال انرژی جانبی بر روی نیروی محرکه…………………………………………………………………. 50

شکل 4-8. نمودار اتلاف اکسرژی……………………………………………………………………………………………………… 53

شکل 4-9. بار حرارتی مبدل جانبی با استفاده از حداقل نیروی محرکه……………………………………………….. 54

شکل 4-10 اطلاعات پینچ درسیستم های چند جزئی……………………………………………………………………….. 56

شکل 4-11درصد اکسرژی ذخیره شده…………………………………………………………………………………………….. 59

شکل 4-12 اضافه کردن تعداد سینی های مورد نیاز………………………………………………………………………….. 60

شکل5-1. شبیه سازی واحد دی بوتانایزر پالایشگاه شیراز………………………………………………………………….. 63

شکل 5-2. شبیه سازی انتگراسیون داخلی برج دی بوتانایزر……………………………………………………………….. 64

شکل 5-3نمودار اتلاف اکسرژی برای برج دی بوتانایزر……………………………………………………………………….. 65

شکل 5-4. نمودار اتلاف اکسرژی بعد از اصلاحات………………………………………………………………………………. 66

شکل5-5. نمودار بار حرارتی هدف در برج برگشت پذیر…………………………………………………………………….. 67

شکل5-6.نمودار حداقل بار حرارتی برای05/0 = ∆………………………………………………………………………………………….. 68

شکل 5-7نمودار اتلاف اکسرژی برای 05/0 = ∆………………………………………………………………………………………………… 69

شکل 5-8درصد اکسرژی ذخیره شده در انرژی جانبی………………………………………………………………………………………………………………… 71

شکل 5-9 موازنه کلی جرم و حرارت…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 73

 

چکیده :

در این پایان نامه روشی برای آنالیز ترمودینامیکی و ارزیابی مصرف انرژی برج تقطیر با به کار بردن خنک کننده جانبی معرفی شده است. تحقیقات انجام شده در گذشته در جهت توزیع نمودار گرما و بررسی امکان اضافه شدن و یا استخراج گرما از کل قسمت های مختلف برج بوده است. مشکل اصلی این نوع نمودار ها این است که آنها را به برج های برگشت پذیر ارجاع می دهند و نمی توان به صورت مؤثر از اهداف به دست آمده از این نمودار ها برای اصلاحات در برج واقعی استفاده کرد.

از ویژگی های اصلی روش پیشنهادی، بدست آوردن حداقل نیروی محرکه  با به کار بردن شرایط تعریف شده برای تحقق اهداف مورد نظر در برج های واقعی است. توزیع اتلاف اکسرژی در برج های واقعی با به کار بردن مبدل های جانبی در برج برای بهینه شدن انرژی است که منجر به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی می شود . علاوه بر این به منظور تحقق اهداف˓ رویکرد جدیدی با استفاده از تعیین بهترین محل برای قرار دادن مبدل جانبی طراحی شده است و با استفاده از این طراحی اصلاحاتی در این برج صورت می گیرد. در این روش می توان با استفاده از شبیه سازی های صنعتی برج معمولی را شبیه سازی کرد و اهداف مورد نظر را بر روی آن اجرا کرد.

در این تحقیق نتیجه شبیه سازی بر روی سیستم چندجزئی با استفاده از این رویکرد و امکان پذیری اهداف مورد نظر مطرح و بررسی شده است. از مقایسه ی این روش با روش های قبلی به این نتیجه می رسیم که مشکلاتی نظیر تغییرات دمایی و خطاهای ایجاد شده در بار حرارتی بعد از جایگزین شدن جوش آور و خنک کننده جانبی که در روش های قبلی ایجاد می شد˓ وجود ندارد و نیازی به شبیه سازی های اضافی و بررسی های دقیق تر نخواهد بود.

واژگان کلیدی: اکسرژی–  بهینه سازی – بار حرارتی هدف  – حداقل نیروی محرکه

فصل اول

پیشگفتار

1-1- مقدمه

یکی از مهم‌ترین بخش‌های واحدهای صنعتی، واحد تقطیر می‌باشد. برج‌های عملیات تقطیر یکی از رایج‌‌‌ترین عملیات واحد در صنایع فرآیندی و در عین‌حال، پرخرج‌ترین واحد از نظر میزان مصرف انرژی هستند. این فرآیند سهم قابل ملاحظه ای از مصرف انرژی را در صنعت به خود اختصاص داده است . لذا امروزه با توجه به افزایش بی رویه مصرف حامل های انرژی و همین طور قیمت­های جهانی انرژی تلاش برای یافتن راه کارهایی جهت صرفه جویی انرژی در عملیات تقطیر اهمیت دو چندان یافته است .کاهش مصرف انرژی در عملیات تقطیر˓ امروزه در کاهش قیمت تمام شده محصولات نیز می تواند بسیارمؤثر باشد . بنابراین مصرف بهینه انرژی و مقایسه با یک معیار استاندارد و آنالیز و تفسیر انحراف از حالت استاندارد در مراحل امری ضروری است. به همین دلیل ارائه روش های کاهش مصرف انرژی نسبت به معیار استاندارد اهمیت ویژه ای داشته و مورد توجه قرار دارد. برای بهبود راندمان مصرف انرژی در برج‌های تقطیر، ایده‌های زیادی در مراجع مربوطه، موجود است. اصلاح و بهینه سازی برج تقطیر برای بازدهی بهتر انرژی کار بسیار پیچیده ای است]1[.

تعداد صفحه : 100

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09199970560        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید