O'rganish / suv aralashmasini ajratish uchun o'z-o'zidan issiqlik rekuperativ Azeorop distillashini ko'p ob'ektiv optimallashtirish va nazorat qilish

http://pubs.acs.org/journal/acsodf
Article
O'rganish / suv aralashmasini ajratish uchun o'z-o'zidan issiqlik rekuperativ Azeorop distillashini ko'p ob'ektiv optimallashtirish va nazorat qilish
Lumin Li,* Na Yu, va Yi Zhu
Downloaded via 213.230.99.94 on February 15, 2024 at 04:14:46 (UTC).
See https://pubs.acs.org/sharingguidelines for options on how to legitimately share published articles.
Tanishuv
Quduqlarning kamayishi bilan qayta tiklanuvchi energiya juda ko' p tadqiqotlarni o'ziga jalb qildi. Bioetanol qisqa va o'rta muddatda istiqbolli alternativ energiya manbai hisoblanadi.
1 Bundan tashqari, bioetanol benzin bilan boshqa muqobil yoqilg'i bilan solishtirish osonroq. biomassa ishlab chiqarish olingan o'rganish tarkibi kam, chunki suvsizlanish jarayoni etanol ishlab chiqarish asosiy texnologiyalardan biri hisoblanadi.
2 Suvsizlanish jarayoni asosan ikki qadamni o'z ichiga oladi, bu ikkalasi ham yuqori energiya iste'moli . Oddiy distillash bo'limidan olingan o'rganishning massa ulushi 92,4- 94% ga yetishi mumkin. Bu vaqtda etanol va suv azeotrop hosil bo'ladi, ya'ni
oddiy distillash bilan yanada tozalash qiyin va shuning uchun boshqa suvsizlanish usullarini qo'llash kerak.
3,4 Azeotrop distillash,5,6
ekstraktiv distillyatsiya,7,8 va bosim-siljish distillyatsiyasi9
azeotrop aralashmalarni ajratish uchun barcha effective usullari bo'lib, bu jarayonlarni yaxshilash uchun ko'plab energiya tejaydigan texnologiyalar taklif etiladi
.10,11
Distillashda jarayonni intensivlashtirish va integratsiyalash texnologiyasining joriy etilishi energiya sarfini samarali kamaytirishi va energiya samaradorligini oshirishi mumkin, masalan, issiqlik bilan integral distillash,12,13
bo'linish-devor ustuni distilla-
tion,14,15 va tsiklik distillyatsiya.
16 So'nggi yillarda past haroratli issiqlik manbaini tiklash uchun o'z-o'zidan issiqlikni tiklash texnologiyasiga keng e'tibor qaratildi,17,18
bu energiyani yanada kamaytirish uchun distillash jarayoni uchun ishlatilishi mumkin
© 2022 yil Mualliflar. Amerika kimyo jamiyati tomonidan nashr etilgan
11382
iste'mol qilish. U energiyani tiklashni anglaydigan import va eksport oqimlari o'rtasidagi issiqlik almashinuvidan foydalanadi. Kansha et al.19,20 o'z-o'zidan issiqlikni tiklash distillashini (SHRD) kriogen havo ajratish va qo'pol distillashda qo'lladi va natijalar shuni ko'rsatdiki, tejalgan energiya mos ravishda 36 va 52% ga yetishi mumkin. Long va Lee21 tabiiy gaz suyuqligini tiklash uchun o'z-o'zidan issiqlikni tiklash texnologiyasini qo' lladi va SHRD jarayonining umumiy yillik narxi (TAC) an'anaviy distillash bilan taqqoslaganda 40% dan ko'proq tejashi mumkin.
SHRD jarayoni barqaror-davlat simülasyon sezilarli energiya tejash ta'sir ega bo'lsa-da, bu o'z-o'zini issiqlik tiklash jarayoni uchun jarayon nazorat juda oz tekshirish amalga oshirildi. Shuning uchun, ushbu texnologiyani sanoat jarayonlariga tatbiq qilish uchun ularni jarayonni optimallashtirish va boshqarishni tekshirish bilan operatsion tizimni loyihalashtirish kerak. An'anaviy distillash bilan solishtirganda SHRD ning tuzilishi murakkabroq va
https://doi.org/10.1021/acsomega.2c00478
ACS Omega 2022, 7, 11382−11394
Bundan tashqari, dinamik xususiyatlarni tushunish va samarali boshqaruv tuzilmasini tashkil etish ushbu SHRDni sanoat jarayonlariga tatbiq etish va kengaytirish uchun juda muhimdir. Dinamikasini tekshirish bilan SHRAD tizimini loyihalashtirish zarur . An'anaviy azeotrop distillash bilan taqqoslaganda, SHRAD konfiguratsiyasining jarayon nazorati uning yuqori termal integratsiya darajasi va distillash ustunidagi turli xil o'zgaruvchilarning o'zaro ta'siri tufayli yanada murakkablashadi . SHRD bo'yicha bir nechta maqola chop etilgan bo'lsa-da , SHRAD boshqaruviga kam e'tibor berilgan. Ochiq adabiyotlarda bu sohalarga oid maqolalarni kam uchratib bo'lgan . Shuning uchun, shRAD jarayonining jarayon nazorati samarali boshqaruv sxemasini olish maqsadida tekshiriladi .
Ushbu maqolaning maqsadi etanol suvsizlanish
uchun SHRAD jarayonini optimal oqim jadvalini va jarayonni boshqarishni o'rganishdir. Ushbu maqolada shRADning etanol/ suv tizimlari uchun barqaror holatdagi simulyatsiyasi, optimallashtirishi va jarayon nazorati amalga oshirildi, bu shRD jarayonini nazariy jihatdan o'rganishni boyita oladi. Ko'p ob'ektivli genetik algoritm SHRAD jarayonini optimallashtirish uchun ishlatiladi. SHRAD jarayonining dinamik nazorati o'rganiladi, samarali boshqaruv strukturasi taklif etiladi. Jamiyatga bioetanol mavjudligini ta'minlashda foydali bo'lishi mumkin.