Skip to main content
SUPERVISOR
S.Mohammad Ghoreshi,Ali akbar Dadkhah
سیدمحمد قریشی (استاد راهنما) علی اکبر دادخواه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zeinab Hosseini Dastgerdi
زینب حسینی دستگردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Modeling and optimization of the process of oxygen separation from air using porous zeolite
There has been a sharp raise in application of cyclic adsorption processes in last decades. This increase has been mainly due to economic and purity advantages of these processes. One class of cyclic process is pressure swing adsorption(PSA), with high selectivity, high throughput, and high efficiency. Consequently more and more PSA systems are in operation in gas separation processes of chemical industry. In PSA processes, adsorbent selectively adsorbs the adsorbate molecules from a gas mixture and then desorbs that part by pressure reduction. These processes are in constant development and by addition of new steps,their performance are in raise. One of such steps, is the pressure equalization step which improves the unit’s efficiency. A small scale application of pressure swing adsorption is employed to provide oxygen enriched air for the crew of an aircraft. This kind of system is preffered over bottled oxygen because it is safer and it does not place a limitation on flight time. In this study after modelling and simulation of a pressure swing adsorption system and validating the results, skarstrom cycle and skarstrom cycle with pressure equalization step, for production of high purity oxygen, were analyzed and the influence of different parameters on process performance were studied. Then the aircraft oxygen production system was analyzed, and by adding new boundary conditions specific to this process, model was validated. By the application of dimensionless parameters, the influence of these parameters was also studied. By the application of successive quadratic programming, which is one of the best tools for solving numerical optimization problems, the dimensionless parameters were optimized . This resulted in a way to optimize a unique small scale oxygen generation system with specific boundary conditions which is ready to design and fabrication.
در دهه های اخیر کاربرد فرایندهای سیکلی جذبی برای جداسازی گازها به شدت افزایش یافته است. این افزایش کاربرد در اصل به دلیل عملکرد این سیستمها بر اساس اقتصاد فرایندو امکان دستیابی به خلوص مورد نظر محصول است. به دلیل آنکه سیستم های جذب نوسانی فشار دارای قابلیت انتخاب پذیری بالا، ورودی زیاد و بازدهی بالا هستند هر روز تعداد بیشتری از این فرایندها برای عملیات های جداسازی در صنایع شیمیایی کاربرد دارند. در فرایند های جذب نوسانی فشار، جاذب جزء جذب شونده را در یک مخلوط گازی به شکل انتخابی جذب می کند و دفع آن جزء با کاهش فشار انجام می شود. هر روزه این سیستم ها در حال پیشرفت هستند و با افزایش مراحل جدید عملکرد آنها بهبود می یابد. یکی از این مراحل مرحله تعدیل فشار است که بازده سیستم را بسیار بالا می برد. یکی از کاربرد های سیستم های جذب نوسانی فشاردر اندازه کوچک برای تولید اکسیژن مورد نیاز خلبانان هواپیما است. این نوع سیستم نسبت به نوع حمل کپسول های اکسیژن به خصوص در زمان های زیاد پرواز بسیار پربازدهترو دارای امنیت بیشتر می باشد. در این پایان نامه پس از مدل سازی وشبیه سازی این نوع سیستم و تعیین صحت مدل، به بررسی وتجزیه وتحلیل سیستم معمولی و سپس سیستم همراه با مرحله تعدیل فشار برای تولید اکسیژن با خلوص بالا پرداخته می شود و تاثیر پارامترهای متعدد بر آن بررسی می گردد. آنگاه سیستم تولید اکسیژن هواپیماتحلیل شده وپس از اعمال شرایط مرزی جدید مخصوص به این فرایند و تعیین صحت مدل در این سیستم، با به کارگیری پارامترهای بدون بعد که تحلیل سیستم را آسان تر می سازد، تاثیر پارامترهای بی بعد رابر عملکرد آن بررسی کرده وبا بکارگیری روش برنامه درجه دو تکراری که یکی از بهترین روشها در حل عددی مسائل بهینه سازی است، پارامترهای بدون بعد بهینه سازی می شود. به این ترتیب یک سیستم تولید اکسیژن در اندازه کوچک با شرایط مرزی مخصوص و متفاوت با دیگر سیستم های جذب نوسانی فشار بهینه سازی شده و آماده طراحی می گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی