مدل سازی و شبیه سازی در سیستم جذب سطحی تناوب فشار برای خالص سازی هیدروژن

قیمت: 38,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

مدل سازی و شبیه سازی در سیستم جذب سطحی تناوب فشار برای خالص سازی هیدروژن

عنوان لاتین

Modeling and Simulation for Pressure Swing Adsorption System forHydrogen Purification

جذب سطحی تناوب فشار (PSA) یکی از تکنولوژی های گسترده برای جداسازی و خالص سازی ترکیبات گازی است. این امر می تواند کلید صنعتی برای تولید و خالص سازی بالا( ٪ (99.999 + از هیدروژن باشد. برای این کار، آن را باگنجایش بار مختلف بهینه می کنند و با فشارهای مختلف جذب سطحی خواهند کرد. علی رغم رشد بسیار و با کاربردهای عملی در این تکنولوژی می توان سیستم PSA را بیشتر از موارد تجربی مورد طراحی قرار داد. این مدل حقیقی در چرخه PSA شامل میزان جریانی است که در آن گوناگونی در نتیجه جذب بدست می آید، در حالی که نیازهای تاثیر حرارت برای بررسی شرایط حرارتی است. در این مقاله، می توان تلاش ها را به سمت مدل و شبیه سازی چرخه PSA و برای خالص سازی هیدروژن در نظر گرفت. با این هدف، سیستمی شامل 4 بستر و 8 مرحله پدید می آید که برای بررسی و استفاده از بسترهای کربن و زئولیت فعال است. جریان پیشروی با ترکیبی از CO2 ، H2، CH4، CO، و N2اتفاق می افتد که نوعی برای استفاده از خالص سازی هیدروژن خواهد بود. رویکرد مبتنی بر نیوتن برای حل مدل های گسسته در فضا و هماهنگ سازی زمانی است. نتایج با مقایسه ستون و با کربن فعال و بسته بندی زئولیت امکان پذیر است.

Pressure swing adsorption (PSA) is a very versatile technology for separation and purification of gas mixtures. Its key industrial application is the production of high purity (99.999 + %) hydrogen. For this, it utilizes different loading capacities of adsorbent at different pressures. Despite tremendous growth in practical applications of this technology, the design of PSA system is more of an experimental basis. The realistic model of a PSA cycle consists of flow rate which varies due to significant adsorption, while the heat effect needs also to be considered due to adiabatic thermal conditions. In this paper, an effort has been made to model and simulate a PSA cycle for hydrogen purification. For this purpose, a system consisting of 4 beds and 8 stages was considered using beds of activated carbon and zeolite. The feed stream was taken as a mixture of CO2, H2, CH4, CO, and N2, which is typical for that used in hydrogen purification. The Newton-based approach was used in solving the model by discretization in space coordinate and time coordinate. The results were then compared for the columns having activated carbon and zeolite packing