Join the forum for Designers!
Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!
Join the Forum NowShare, learn and grow with the best professionals in the industry.
Hesaplama kapasitesindeki artış, kimyasal süreçler için gelişmiş modelleme ve simülasyon yeteneklerine olanak sağlamıştır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD), geometrik ve operasyonel değişiklikleri takiben bir prosesin performansını incelemek için kullanışlı bir araçtır. CFD, kimyasal reaksiyonların, ısı ve kütle transferlerinin gerçekleştiği karmaşık geometrilere sahip proseslerin içindeki hidrodinamiği tanımlamak için uygundur. CFD son yıllarda araştırmacılar tarafından büyük ilgi görmektedir. Bu kitap, çeşitli MDPI dergilerinde yayınlanmış 11 makaleyi içermektedir.
Özet Bölüm 1: Hidrojen umut verici bir kaynak yakıt olabilir ve etanol ile üretilebildiği için genellikle temiz bir enerji taşıyıcısı olarak kabul edilir. Etanol kullanımı, yenilenebilir bir hammadde olması, taşınmasının kolay olması, biyolojik olarak parçalanabilir olması, düşük toksisiteye sahip olması, yüksek hidrojen içermesi ve depolanması ve taşınmasının kolay olması nedeniyle çeşitli avantajlar sunmaktadır. Etanol buharının reformasyonu, diğer hidrokarbon yakıtlara kıyasla nispeten daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşir ve hidrojen oluşumu için sağlanan yüksek verim nedeniyle yaygın olarak çalışılmıştır. Bu çalışmada etanol buhar reformunun (ESR) yeni bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) simülasyon modeli geliştirilmiştir. Reform sistemi modeli bir etanol brülörü ve bir katalitik yatak reaktöründen oluşmaktadır. Sıvı etanol ateş kutusunun içinde yakılır, daha sonra brülörden gelen radyatif ısı akısı etanol buhar karışımını hidrojen ve karbondioksite dönüştürmek için katalitik yatak reaktörüne aktarılır. Önerilen hesaplama modeli iki aşamadan oluşmaktadır: Fire Dynamics Simulator yazılımı (FDS) (sürüm 5.0) kullanılarak etanol brülörünün simülasyonu ve reformer içinde meydana gelen buhar reforming sürecinin çoklu fizik simülasyonu. Bu çalışmada COMSOL çoklu fizik yazılımı (sürüm 4.3b) kullanılmıştır. Bu yazılım akışkan akışını, ısı transferini, kimyasal reaksiyon kinetiği denklemleri ile difüzyonu ve yapısal analizi eş zamanlı olarak çözmektedir. Etanol brülörü tarafından üretilen ısı salınım oranının, reform sürecini sürdürmek için gerekli ısı akışını sağlayabileceği gösterilmiştir. Hidrojen ve karbondioksit kütle fraksiyonlarının reformer ekseni boyunca arttığı tespit edilmiştir. Hidrojen kütle oranı, radyasyon ısı akısının arttırılmasıyla artar. Von Mises gerilmelerinin ısı akısı ile arttığı gösterilmiştir. Çelik ceketin yapısal bütünlüğüne ilişkin güvenlik sorunları da ele alınmıştır. Bu çalışma, düşük sıcaklık dönüşümüne sahip etanol kullanıldığında, çelik borunun yapısal mukavemetindeki azalmanın düşük olduğunu açıkça göstermektedir. Sayısal sonuçlar, etanol reformasyonunun normal koşulları altında (çeliğin sıcaklığı yaklaşık 600 °C veya 1112 °F’dir), HK-40 çelik alaşımının kopma süresinin önemli ölçüde arttığını açıkça göstermektedir. Bu durumda kopma süresi 100.000 saatten fazladır (11,4 yıldan fazla).
[1] Hidrojen Üretimi için Etanol Buhar Reformlama Sisteminin CFD Simülasyonu. ChemEngineering 2018, 2, 34. https://lnkd.in/dffFk4fs
Özet Bölüm 2: Sıkıştırılmış gaz veya aşırı ısıtılmış sıvıda biriken iç enerji farklı türde patlamalara neden olur. Böyle bir patlamanın iyi bilinen bir örneği, Kaynayan Sıvı Genleşen Buhar Patlaması (BLEVE) olarak bilinen, basınçla sıvılaştırılmış madde içeren bir kabın patlamasıdır. Sıcak BLEVE kazası esas olarak tankın buhar tarafındaki çelik muhafazanın 400 °C’yi aşan sıcaklıklara kadar doğrudan ısınmasından (havuz yangını veya jet yangını) kaynaklanır. Tankın etrafındaki ısı yalıtımı, bir yangında tank muhafazalarının aşırı ısınmasını önemli ölçüde azaltabilir ve geciktirebilir. Bu da itfaiyecilere kaza yerine ulaşmaları ve LPG (Likit Petrol Gazı) tankını soğutarak BLEVE’den kaçınmaları, yangını söndürmeleri veya kaza çevresindeki insanları tahliye etmeleri için yeterli zamanı sağlayacaktır. Önerilen algoritma, BLEVE kazasının ve hafifletilmesinin çeşitli yönlerini ele almaktadır: Büyük girdap simülasyonu (LES) kullanılarak yangın dinamiği simülatörü (FDS) yazılımı kullanılarak jet yangınının Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) Simülasyonu; çarpan jet yangın teorisi kullanılarak konvektif ve radyatif ısı akılarının hesaplanması; FDS yazılımı (sürüm 5) kullanılarak kabın cam dokuma vinil ester kaplaması üzerinde termokimyasal ve ısı transferi analizi yapılması; ve COMSOL Multiphysics (sürüm 4.3b) kullanılarak termodinamiğin birinci ve ikinci yasaları kullanılarak sıvılaştırılmış propanın buharlaştırılması için gereken sürenin hesaplanması.
[2] Jet Yangınının Neden Olduğu Kaynayan Sıvı Genleşen Buhar Patlaması (BLEVE) ile CFD Simülasyonu ve Azaltılması. ChemEngineering 2019, 3, 1. https://www.mdpi.com/2305-7084/3/1/1
Özet Bölüm 3: Levulinik asit (LA), ABD Enerji Bakanlığı tarafından geleceğin biyo-rafinerileri için önerilen “En İyi 10” yapı taşından biri olarak sıralanmıştır. Mevcut süreçlerle uyumluluğu, pazar ekonomisi ve önemli türevlerin sentezi için bir platform olarak hizmet etme endüstriyel kabiliyetine dayalı olarak ince kimyasalların ve yakıtların üretimi için en önemli platform moleküllerinden biri olarak kabul edilmektedir. LA’nın γ-valerolakton (GVL) üretmek için hidrojenlenmesi, GVL’nin kendi başına bir biyoyakıt olarak kullanılma potansiyeli ve daha sonra hidrokarbon yakıtlara dönüştürülmesi nedeniyle aktif bir araştırma alanıdır. Bu makale, yüksek kaynama noktalı organik sıvı kullanarak levulinik asidin γ-valerolaktona (GVL) dönüşümü için basit, uygun maliyetli ve güvenli bir hidrojenasyon reaktörü için yeni bir tasarım içermektedir. Hidrojenasyon reaktörü, bir ısıtma kaynağı-organik sıvı (“DOWTHERM A” veya “thermex” olarak adlandırılır) ve katalitik reaktörden oluşur. Petrol ve gaz endüstrileri tarafından yönlendirilen hidrokraking ve reforming teknolojilerindeki ilerlemelerle birlikte yüksek kaynama sıcaklığına sahip akışkanların avantajları, organik konsepti hidrojenasyon reaktörünü ısıtmak için daha uygun ve daha güvenli hale getirmektedir (sıvı metalle temas eden suyun buhar patlaması tehlikesi olduğu metalürji endüstrisinde iyi bilinmektedir). COMSOL çoklu fizik yazılımının 4.3b sürümü bu çalışmada uygulanmış ve süreklilik, Navier-Stokes (akışkan akışı), enerji (ısı transferi) ve difüzyon ile kimyasal reaksiyon kinetiği denklemlerini eş zamanlı olarak çözmüştür. DOWTHERM A organik sıvısı tarafından sağlanan ısı akısının hidrojenasyon sürecini sürdürmek için gerekli ısı akısını sağlayabileceği gösterilmiştir. Hidrojen ve levulinik asit kütle fraksiyonlarının reaktör ekseni boyunca azaldığı tespit edilmiştir. GVL kütle fraksiyonu reaktör ekseni boyunca artmıştır.
[3] Yüksek Kaynama Noktalı Organik Akışkanlar Kullanılarak Levulinik Asidin γ-Valerolaktona (GVL) Dönüştürülmesi için Hidrojenasyon Reaktörünün CFD Tasarımı. ChemEngineering 2019, 3, 32. https://lnkd.in/daHnvenT
Özet Bölüm 4: Reboiler tüpleri içinde akan ham petrolün yeniden kaynatma işleminin performansını analiz etmek için gelişmiş bir algoritma geliştirilmiştir. Önerilen model, Heptan ateş ısıtıcı ve bir tüp dizisinden oluşmaktadır. Brülörden üretilen ısı akısı tüp içinde akan ham petrole aktarılmaktadır. Hesaplama modeli iki aşamadan oluşmaktadır: Fire Dynamics Simulator yazılımı (FDS) sürüm 5.0 kullanılarak yangının simülasyonu ve ardından ham petrolün çekirdek kaynaması hesaplaması. FDS kodu, yangın ısıtıcısının CFD’sine (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) dayalı olarak formüle edilmiştir. Ham petrolün termo-fiziksel özellikleri (termal iletkenlik, ısı kapasitesi, yüzey gerilimi, viskozite gibi) ampirik korelasyonlar kullanılarak tahmin edilmiştir. Çeperde kabarcık oluşumu (çekirdek kaynaması) ile buharlaşan iki fazlı ham petrol karışımına termal ısı transferi Chen korelasyonu kullanılarak hesaplanmıştır. Genel konvektif ısı transfer katsayısının çekirdek kaynaması konvektif katsayısı ve zorlanmış türbülanslı konvektif katsayısından oluştuğu varsayılmıştır. İlki Forster Zuber ampirik denklemi ile hesaplanmıştır. İkincisi ise Dittus-Boelter ilişkisinden hesaplanmıştır. Çekirdekte kaynama ısı transfer katsayısını doğrulamak için Mostinski denklemi ile elde edilen çekirdekte kaynama konvektif katsayısı ile bir karşılaştırma yapılmıştır. Çekirdek kaynaması konvektif ısı transferi katsayıları arasındaki bağıl hata %10,5’tir. FDS sayısal çözümü Büyük Girdap Simülasyonu (LES) yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma, COMSOL Multiphysics yazılımı kullanılarak reboiler metal borusunun yapısal bütünlük yönlerini de içerecek şekilde genişletilmiştir. Hesaplanan gerilimin AISI 310 Çelik alaşımının nihai çekme mukavemetinden daha düşük olduğu tespit edilmiştir.
[4] Zorlamalı Devridaim Ateşlemeli Isıtmalı Reboilers’ın CFD Simülasyonu. Processes 2020, 8, 145. https://lnkd.in/de3CuY_J
Özet Bölüm 5: Pet-kok (petrol koku) karbon bakımından zengin ve siyah renkli bir katı olarak tanımlanmaktadır. Petrokokun kullanımından kaynaklanan çevresel risklere rağmen, çoğunlukla enerji üretiminde ve çimento üretim tesislerinde kaynatma ve yakma yakıtı olarak kullanılmaktadır. Daha yüksek ısıtma değeri, karbon içeriği ve düşük külü nedeniyle kömür santralleri için umut verici bir ikame olarak kabul edilmektedir. Bu araştırmada metan buhar reformasyonunun bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) hesaplama modeli geliştirilmiştir. Hidrojen üretim sistemi bir pet-kok brülörü ve bir katalizör yataklı reaktörden oluşmaktadır. Pet-kokun yanmasıyla açığa çıkan ısı, metanın hidrojen ve karbon monoksite buhar reformu reaksiyonunu sürdürmek için katalizör yatağının konvektif ve radyatif ısıtılması için kullanılmıştır. Bu hesaplama algoritması üç adımdan oluşmaktadır: yangın dinamiği simülatörü (FDS) yazılımı kullanılarak pet-kok yanmasının simülasyonu, brülör kaplamasının termal yapısal analizi ve katalizör yatağı içinde gerçekleşen metan buhar reformasyonu (MSR) sürecinin çoklu fizik hesaplaması. Brülör kaplamasının yapısal analizi, ısı iletim denklemi, Darcy gözenekli ortam buhar akış denklemi ve yapısal mekanik denkleminin çözümlerinin birleştirilmesiyle gerçekleştirilmiştir. FDS hesaplamasıyla elde edilen gaz sıcaklığı ve karbon monoksit mol fraksiyonunu doğrulamak için literatür sonuçlarıyla bir karşılaştırma yapılmıştır. Yanma simülasyonundan elde edilen maksimum sıcaklık yaklaşık 1440 °C’dir. Hesaplanan sıcaklık, 1400 °C’ye yakın olan rapor edilen sıcaklığa benzerdir. Maksimum karbondioksit mol fraksiyonu değeri %15.0 olarak ölçülmüştür. COMSOL çoklu fizik yazılımı, metan buhar reformasyonu katalizör yatağı reaktörünün kimyasal reaksiyon kinetiği taşıma denklemleri ile katalizör ortamı sıvı akışı, ısı ve kütleyi eş zamanlı olarak çözmektedir. Metan dönüşümü yaklaşık %27’dir. Buhar ve metan, katalizör yatağı reaktörü boyunca aynı eğimde bozunur. Literatürde 510 °C MSR sıcaklığı için benzer değerler rapor edilmiştir. Hidrojen kütle fraksiyonu %98,4 oranında artmıştır.
[5] Pet-Kok Brülörünün Çok Fizikli Tasarımı ve Metan Buhar Reform Sistemi Uygulanarak Hidrojen Üretimi. Temiz Teknoloji. 2021, 3, 260-287. https://lnkd.in/dZKBgmcC
Özet Bölüm 6: Bu çalışmada Organik Rankine Çevriminin (ORC) termodinamik analizi yapılmıştır. Petrokok brülörü Bütan Kazanı için gerekli ısı akısını sağlamıştır. Petrokok yanmasının simülasyonu Fire Dynamics Simulator yazılımı (FDS) versiyon 5.0 kullanılarak gerçekleştirilmiştir. FDS hesaplama sonuçlarının doğrulanması, gaz karışımının sıcaklığı ve CO2 mol fraksiyonlarını literatürle karşılaştırmıştır. Literatürde bildirilenlere benzer oldukları keşfedilmiştir. Bu çalışma üzerinde bir Yapay Zeka (YZ) zaman tahmin analizi gerçekleştirilmiştir. YZ algoritması sıcaklık ve kurum sensörü okumalarına uygulanmıştır. Termokupl okumalarının zaman davranışını tahmin etmek için iki Python kütüphanesi uygulanmıştır: İstatistiksel model-ARIMA (Auto-Regressive Integrated Moving Average) ve KERAS-derin öğrenme kütüphanesi. ARIMA, zaman serisi verilerindeki bir dizi farklı standart zamansal yapıyı yakalayan bir model sınıfıdır. Keras, derin öğrenme için uygulanan ve Tensor-Flow’un üzerinde çalışan bir python kütüphanesidir. Araştırma ve geliştirme için derin öğrenme modellerini olabildiğince hızlı ve kolay bir şekilde gerçekleştirmek amacıyla geliştirilmiştir. Model doğruluğu ve model kaybı grafiği karşılaştırılabilir performans (eğitim ve test) göstermektedir. ORC’de çalışma sıvısı olarak bütan kullanılmıştır. Bütan, ekserji verimliliği açısından en iyi saf akışkanlardan biri olarak kabul edilir. Etan ve Propan ile karşılaştırıldığında düşük spesifik radyatif zorlamaya (RF) sahiptir. Ayrıca, sıfır ozon tüketme potansiyeline ve düşük Küresel Isınma Potansiyeline sahiptir. Yanıcı, son derece kararlı ve aşındırıcı olmadığı kabul edilir. Bütan’ın ısı oranını ve gücünü değerlendirmek için gereken termodinamik özellikleri ASIMPTOTE çevrimiçi termodinamik hesaplayıcı kullanılarak hesaplanmıştır. ORC çevriminin hesaplanan net gücünün literatürde bildirilen net güce benzer olduğu gösterilmiştir (bağıl hata %4,8). Önerilen ORC enerji sistemi termodinamiğin birinci ve ikinci yasalarına uymaktadır. Çevrimin termal verimliliği %20,4’tür.
[6] Petrol Kokunun Yanmasına Dayalı Organik Rankine Çevriminin (ORC) Termodinamik Tasarımı. ChemEngineering 2021, 5, 37. https://lnkd.in/dX7czfm7
Özet Bölüm 7: FAME (biyodizel) bitkisel yağlardan üretilebilen alternatif bir yakıttır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının araştırılması ve geliştirilmesine yönelik ilgi giderek artmaktadır. Olası bir çözüm, katı ve sıvı yağlar bakımından zengin biyokütleden üretilen sıkıştırma ateşlemeli motorlarda (dizel motorlar) kullanılabilen bir biyoyakıttır. Bu makale, yüksek kaynama noktalı akışkan (fenil-naftalin olarak adlandırılır) kullanarak FAME (biyodizel) üretmek için yeni ve daha güvenli bir esterifikasyon reaktörü tasarımı içermektedir. Metil imidazolyum hidrojen sülfat iyonik sıvısı kullanılarak biyodizel üretiminin CFD simülasyonu gerçekleştirilmiştir. İyonik sıvılar (IL’ler) nispeten düşük sıcaklıklarda sıvı olarak bulunan anyon ve katyonlardan oluşur. Kimyasal ve termal kararlılık, düşük yanıcılık ve düşük buhar basınçları gibi birçok avantaja sahiptirler. Bu çalışmada, iyonik sıvılar organik reaksiyonlarda çözücü ve esterleşme reaksiyonu katalizörü olarak uygulanmıştır. Yüksek kaynama sıcaklığına sahip sıvıların üstün nitelikleri, petrol ve gaz endüstrilerindeki gelişmelerle birlikte, organik konsepti esterleşme reaktörünü ısıtmak için daha uygun ve daha güvenli hale getirmektedir (sıvı metal ile temas eden su buhar patlaması tehlikesine neden olabilir). COMSOL Multiphysics kodu kullanılmış ve süreklilik, akışkan akışı, ısı transferi ve difüzyon ile kimyasal reaksiyon kinetiği denklemlerini eş zamanlı olarak çözmüştür. Isı akısının, esterleşme sürecini sürdürmek için gerekli ısı akısını sağlayabileceği gösterilmiştir. Metanol ve oleik asit kütle fraksiyonlarının reaktör ekseni boyunca azaldığı bulunmuştur. FAME kütle fraksiyonu reaktör ekseni boyunca artmıştır. Esterifikasyon reaktöründe elde edilen maksimum biyodizel verimi %86’dır. Bu değer, Elsheikh ve arkadaşları tarafından elde edilen deneysel sonuçlara çok benzerdir.
[7] Yüksek Kaynama Noktalı Fenil-Naftalin Sıvısı ile Isıtarak Yağ Asidi Metil Ester (Biyodizel) Esterleştirme Reaktörünün Termal Hidroliği ve Termokimyasal Tasarımı. Fluids 2022, 7, 93. https://lnkd.in/d47S9GRi
Özet Bölüm 8: Organik Rankine Çevrimi (ORC) bileşenleri (kazan, buharlaştırıcı, türbin, pompa ve kondenser) üzerinde Büyük Girdap Simülasyonu (LES) ve Termodinamik çalışma gerçekleştirilmiştir. Petrol kok brülörü bütan buharlaştırıcı için gereken ısı akısını sağlamıştır. ORC’de yüksek kaynama noktalı sıvı (fenil-naftalin olarak adlandırılır) uygulanmıştır. Yüksek kaynama noktalı sıvı bütan akışını ısıtmak için daha güvenlidir (buhar patlaması tehlikesi önlenebilir). En iyi ekserji verimliliğine sahiptir. Aşındırıcı değildir, oldukça kararlıdır ve yanıcıdır. Pet-kok yanmasını simüle etmek ve Isı Salınım Oranını (HRR) hesaplamak için Fire Dynamics Simulator yazılımı (FDS) uygulanmıştır. Kazanda akan 2-Fenilnaftalinin maksimum sıcaklığı, kaynama sıcaklığından (600 K) çok daha düşüktür. Isı oranlarını ve gücü değerlendirmek için gerekli olan entalpi, entropi ve özgül hacim THERMOPTIM termodinamik kodu kullanılarak hesaplanmıştır. Önerilen ORC tasarımı daha güvenlidir. Bunun nedeni, yanıcı bütanın petrokok brülöründe üretilen alevden ayrılmasıdır. Önerilen ORC termodinamiğin iki temel yasasına uymaktadır. Hesaplanan net güç 3260 kW’tır. Literatürde bildirilen net güç ile iyi bir uyum içindedir. ORC’nin termal verimliliği %18,0’dır.
[8] Bütan Çalışma Sıvısı ve Yüksek Kaynama Noktalı Fenil Naftalin Sıvı Isıtma Sistemine Dayalı Organik Rankine Çevriminin Büyük Eddy Simülasyonu ve Termodinamik Tasarımı. Entropi 2022, 24, 1461. https://lnkd.in/dZrkKhaK
Özet Bölüm 9: İnhalasyon anestezisi, destekli bir ventilasyon sistemi aracılığıyla sağlanır. Çoğunlukla ksenon veya nitröz oksit, halojenli hidrokarbonlar (HHC’ler) ve oksijenden oluşur. Anestezi bileşiklerinin maliyetlerini azaltmak için, taze anestezi miktarını en aza indirmek amacıyla ekshalasyonda kalan anestezikler geri dönüştürülür ve yeniden kullanılır. CO’yu uzaklaştırmak için bir alkali hidroksit karışımı (soda kireci olarak adlandırılır) kullanılır.2 ekshalasyondan. Ancak soda kirecinin halojenli hidrokarbonlarla reaksiyonu sırasında toksik bileşikler oluşabilir. İyonik sıvılar (IL’ler) uçucu olmama, işlevsellik, yüksek karbon çözünürlüğü ve rejenerasyon için düşük enerji gereksinimi gibi çeşitli avantajlara sahiptir. Bu araştırma çerçevesinde, iyonik sıvılar ile karbondioksit giderimi sayısal olarak incelenmiştir. COMSOL çoklu-fizik sonlu elemanlar yazılımı uygulanmıştır. Süreklilik, akışkan akışı ve difüzyon denklemlerini çözmektedir. CO’in kızılötesi (IR) radyasyon emilimini hesaplamak için yeni bir algoritma geliştirilmiştir.2. Soğurma katsayısı dalga boyuna bağlı özelliklere sahiptir. Gaz soğurma katsayısı HITRAN spektral veri tabanı kullanılarak hesaplanmıştır. CO2 1-etil-3-metilimidazolyum disiyanamid tarafından neredeyse tamamen emilir ([emim][DCA]) iyonik sıvısının soğurma katsayısının 1000 s’lik bir süreden sonra arttığı gösterilmiştir.2 1,565 μm’nin altındaki aralıkta ihmal edilebilir ve daha sonra 1,6 μm’de CO için olanla aynı mertebeye yükselir. Böylece, CO’yu tespit etmek mümkündür2 IR radyasyonunu 1,6 μm dalga boyunda iletebilen bir lazer diyot uygulanarak. Bu süre, CO’nun difüzyon katsayısının bir fonksiyonudur2 membran ve iyonik sıvı içinde.
[9] Gaz-İyonik Sıvı Membran Kullanılarak İnhalasyon Anestezi Sisteminden CO2 Gideriminin Sayısal Çalışması. ChemEngineering 2023, 7, 60. https://lnkd.in/dqY7Fu9w
Özet Bölüm 10: Hidrojen sülfür (H2S) doğal gaz, ham petrol ve diğer fosil yakıtlarda yaygın olarak bulunan zehirli ve aşındırıcı bir gaz olarak kabul edilir. Bu aşındırıcı gaz stres korozyon çatlamasına (SCC) yol açabilir. Bu olgu, gerilme stresi ve korozif ortamın birleşik etkisinden kaynaklanır. Bu durum, özellikle yüksek sıcaklıklarda normalde sünek olan metal alaşımlarının aniden bozulmasına yol açabilir. Kükürt giderme işlemi, H2zararlı çevresel ve sağlık etkilerini azaltmak için bu yakıtlardan S. İyonik sıvılar (IL’ler), H2Uçucu olmaması, işlevselliği, yüksek karbon çözünürlüğü ve rejenerasyon için düşük enerji gereksinimi gibi avantajları nedeniyle S ekstraksiyonu. Önerilen hidrojen sülfür ekstraksiyon sistemi bir tüp, membran ve kabuktan oluşmaktadır. Bis-(triflorometil) sülfonilimid (NTf2) anyonlu 1-etil-3-metilimidazolyum (emim) bazlı iyonik sıvılar, yüksek H2S difüzyon katsayısı. Bu tasarımda fonksiyonelleştirilmiş grafen oksit (GO) gelişmiş membranlar kullanılmıştır. Bu araştırmada, H2İyonik sıvılar ile S ekstraksiyonu sayısal olarak çalışılmıştır. COMSOL sonlu elemanlar ve çoklu fizik kodu süreklilik, türbülanslı akışkan akışı (k-ε modeli) ve geçici difüzyon denklemlerini çözmek için kullanılmıştır. Küçük zaman aralıkları için, H2Kabuk bölümü içindeki S konsantrasyon profili. Bunun nedeni H’nin difüzyon katsayısının2İyonik sıvıdaki S çok küçüktür ve kabuk bölümü zardan çok daha kalındır. Tespit edilmiştir ki H2S, 30.000 s’lik bir zaman diliminden sonra iyonik sıvılar tarafından neredeyse tamamen emilir.
[10] İyonik Sıvılar ve Grafen Oksit Membran Kullanarak Hidrojen Sülfür (H2S) Kükürt Giderme CFD Simülasyonu. Yakıtlar 2023, 4, 363-375. https://lnkd.in/dniBwT98
Özet Bölüm 11: Olefinler petrokimya endüstrisi için çok önemli yapı taşlarıdır ve plastikler, sentetik elyaflar, deterjanlar, çözücüler ve diğer kimyasallar gibi çeşitli ürünlerin üretimi için hammadde görevi görürler. FCC’de ağır petrol hammaddeleri bir katalitik kraking ünitesine enjekte edilir ve burada bir katalizör ile karıştırılır. Katalizör, büyük hidrokarbon moleküllerinin, Propilen ve Etilen gibi olefinler de dahil olmak üzere daha küçük parçalara ayrılmasına yardımcı olur. Bu polimerizasyon reaksiyonları yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir. Reaktör sıcaklığını kontrol etmek ve Rejeneratörde “sıcak noktalardan” veya lokalize oksidasyon reaksiyonlarından kaçınmak (ve rejeneratör çelik kaplamasının sürünerek kopmasını önlemek) için ısı gideriminin mümkün olduğunca çabuk gerçekleşmesini gerektirirler. Rejeneratör kaplama yüzeyinin soğutulması, bir püskürtme nozülünden püskürtülen su damlacıklarının (sprey) çarptırılmasıyla sağlanabilir. Sprey soğutma hem tek fazda hem de iki fazda eşit soğutma sağlayabilir ve yüksek ısı akılarını idare edebilir. Bu araştırma rejeneratör sprey soğutma sistemlerinin termal hidrolik tasarımını sunmaktadır. Bu araştırma çerçevesinde, sıcaklık alanını ve su buharı kütle oranını simüle etmek için Fire Dynamics Simulator (FDS) yazılımı uygulanmıştır. Rejeneratör kaplamasının içindeki sıcaklık alanını hesaplamak için bir COMSOL Multiphysics sonlu elemanlar kodu kullanılmıştır. FDS yazılımı kullanılarak elde edilen hesaplanmış yüzey sıcaklıkları ve ısı transferi konvektif katsayısı, COMSOL sayısal sonuçları ve literatürdeki önceki sonuçlarla başarılı bir şekilde doğrulanmıştır. Sayısal simülasyonlar iki durum için gerçekleştirilmiştir. İlk durum 0,5 m mesafede, ikinci durum ise 0,2 m mesafede gerçekleştirilmiştir. FDS modeli üzerinde bir ızgara hassasiyeti çalışması yapılmıştır. Ortalama sıcaklıkları hesaplamak için zaman içinde sayısal entegrasyonlar gerçekleştirilmiştir. Farklı ızgaralar uygulanarak hesaplanan bu dört ortalama sıcaklık arasındaki fark %7,4’ten azdır. Hesaplanan yüzey sıcaklıkları ve ısı transferi konvektif katsayısı, COMSOL sayısal sonuçları ve önceki araştırmalarla başarılı bir şekilde doğrulanmıştır. Hesaplanan sıcaklıkların ikinci durumda düştüğü gösterilmiştir. Su püskürtme sistemi çelik kaplamaya yaklaştıkça çelik duvarı daha etkili bir şekilde soğutmayı başarmıştır.
[11] Soğutma Sıvısı Katalitik Kırma (FCC) Rejeneratörü için Su Püskürtme Sisteminin Termal Hidrolik Simülasyonu. Dynamics 2023, 3, 737-749. https://lnkd.in/d9hZxHEj.
Bu kitap aşağıdaki web sitesinde mevcuttur:
Join the forum for Designers!
Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!
Join the Forum NowShare, learn and grow with the best professionals in the industry.