طراحی و بهینه سازی سیستم های جذب سطحی تناوب فشار با اجرای موازی

قیمت: 38,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

طراحی و بهینه سازی سیستم های جذب سطحی تناوب فشار با اجرای موازی

عنوان لاتین

Design and optimization of pressure swing adsorption systems with parallel implementation

در سه دهه گذشته، فرآیندهای جذب سطحی تناوب فشار (PSA) با افزایش کسب پذیرش تجاری مانند انرژی موثر در روش جداسازی بکار گرفته شد. این فرایندها توانست ماهیت توزیع را با متغیرات مکانی و زمانی و بطور ریاضی با معادلات دیفرانسیل (PDEs) نشان دهد. پس از زمان شروع، سیستم به حالت پایدار چرخه ای (CSS) در می آید، که در آن شرایط در هر شروع و انتها بستر در هر چرخه بطور مساوی است و می تواند تولید نرمال را آشکار سازد. ما می توانیم بر اساس رویکرد نیوتن و با دقت در حساسیت های موجود به طور مستقیم محدودیت های طراحی را بشناسیم. ما همچنین فرآیندهای بهینه PSA را برای استفاده از بخش هنری SQP و بر اساس الگوریتم های بهینه سازی ارائه می دهیم. رویکردی مناسب و همزمان در مقیاس بزرگ و مدل های جذب می تواند با تقویت موثر در در روش های رقابت بهینه سازی همراه باشد. برای پیشرفت و تکمیل موثر و با حساسیت های موجود می توانیم سرعت خطی دستاوردها را محاسبه کنیم تا به سرعت نزدیک به موارد خطی دست یابیم. چندین عملکرد بدون فرآیندهای غیر دمایی در صنعت فرایندهای O2 VSA و H2 PSA ارائه می شود.

Over the past three decades, pressure swing adsorption (PSA) processes have gained increasing commercial acceptance as an energy efficient separation technique. These processes are distributed in nature, with spatial and temporal variations and are mathematically represented by partial differential equations (PDEs). After a start-up time, the system reaches cyclic steady state (CSS), at which the conditions in each bed at the start and end of each cycle are identical, revealing normal production.We implement a Newton-based approach with accurate sensitivities to directly determine cyclic steady states with design constraints. We also design optimal PSA processes by means of state-of-the-art SQPbased optimization algorithms. The simultaneous tailored approach can incorporate large-scale and detailed adsorption models and is more robust and efficient than competing optimization methodologies. In order to improve the computational efficiency, we parallelize sensitivity calculation and achieve a close-to-linear speed up rate. Applications of several non-isothermal industrial O2 VSA and H2 PSA processes are presented