نظام معالجة الدخان – CO2
في كلمات قليلة
قدمت EOLIOS ingénierie خبرتها لتحسين شبكة إعادة توجيه الغاز في المصنع.
نظام معالجة الدخان - CO2
السنة
2024
العميل
نورث كارولاينا
الموقع
فرنسا
التصنيف
العمليات الصناعية
مواصلة التصفح :
مشاريعنا الأخرى :
آخر الأخبار :
الملف الفني :
مشروع إعادة تشكيل البنية التحتية: تطوير نظام معالجة الدخان القائم على CO2
شبكة خطوط أنابيب جديدة لالتقاط CO2: تحسين انبعاثات الفرن
كجزء من تطوير نظام معالجة غاز المداخن ، مع التركيز بشكل خاص على معالجة ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، يهدف المشروع إلى إعادة تشكيل البنية التحتية الحالية. وهذا ينطوي على تنفيذ شبكة جديدة لتوجيه الانبعاثات من الأفران إلى جهاز التقاط CO2.
تتكون هذه الشبكة بشكل أساسي من مروحة مضمنة ، وأربعة مخمدات للعزل والتنظيم ، بالإضافة إلى مدخنة مزدوجة التدفق مزودة بقنوات متحدة المركز. الهدف من هذه الوثيقة هو تقديم النتائج التي تم الحصول عليها من خلال عمليات المحاكاة التي أجريت لأنماط التشغيل الثلاثة المدروسة.
المشاكل المحتملة لاستخراج الدخان: تحليل متعمق
في دراستنا ، نركز على عدة جوانب رئيسية. أولا ، نلقي نظرة فاحصة على القضايا التي يمكن أن تعيق استخراج الغاز.
جانب آخر مهم من دراستنا هو تحديد المناطق المعرضة لخطر تكثيف الحمض. يمكن أن يتسبب التكثيف الحمضي في التآكل المفرط لمجاري الهواء والمعدات ، مما قد يؤدي إلى أضرار كبيرة وتكاليف إصلاح عالية. من خلال تحليل ظروف درجة الحرارة والرطوبة في النظام ، نحن قادرون على تحديد مناطق الخطر وتقديم توصيات لتقليل آثار التآكل.
أخيرا ، تتضمن دراستنا أيضا تقييما لانخفاض الضغط في مجاري الهواء. انخفاض الضغط هو انخفاض في ضغط السوائل يحدث أثناء تدفقه عبر مجاري الهواء. يمكن أن تؤثر انخفاضات الضغط هذه على الكفاءة الكلية للنظام ، ويمكن أن تؤدي إلى ارتفاع تكاليف الطاقة ، أو حتى عدم كفاءة النظام . من خلال تحليل تصميم الشبكة واستخدام النماذج الرياضية المتقدمة ، نحن قادرون على تقدير انخفاض الضغط هذا ونقدم لك حلولا لتقليلها.
نموذج 3D والعناصر السياقية لمحاكاة CFD
المشاكل المحتملة لاستخراج الدخان: تحليل متعمق
يعتمد التصميم الأولي لنموذج 3D على المستندات الواردة. نظرا لبعض قيود البرامج ، يتم تبسيط التمثيل الهندسي للسجلات ، مع التركيز حصريا على الشفرات الدوارة.
الظروف الخارجية
كان لا بد من النظر في العديد من الشروط الخارجية:
- شروط دراسة مناطق التكثيف
- شروط تحليل الغاطس الحراري
نحن ننظر إلى ثلاثة أوضاع للتشغيل:
- الوضع الأساسي (الوضع 1) ،
- متغير من الوضع الأساسي (وضع 1.1 × 1+) ،
- 1+ وضع الالتفافية الكاملة.
في الوضع الأساسي ، يتم توجيه التدفق إلى وحدة التحكم المركزية بسجلات مغلقة محددة. يوجه متغير 1.1 x Mode 1+ جزءا من التدفق إلى المدخنة مع الحفاظ على الاتصال بوحدة التحكم المركزية ، بينما يوجه وضع الالتفافية الكاملة 1+ التدفق بالكامل إلى المدخنة مع تعديلات المثبط المناسبة.
محاكاة CFD: التكوينات الأولية والمحسنة لشبكة معالجة الدخان
النتائج مع الإعداد الأولي
يعرض الجزء التالي نتائج عمليات المحاكاة ، ويسلط الضوء على جوانب مختلفة مثل الضغط والسرعة ودرجة الحرارة.
يتم إجراء تقييم انخفاض الضغط عن طريق حساب متوسط فرق الضغط بين أقسام المدخل والمخرج في النموذج ، مما يوفر معلومات أساسية للتحسينات المستقبلية المحتملة.
تم فحص حالتين: كفاءة استخراج الغاز في ظل ظروف السحب غير المواتية (35 درجة مئوية ، 1 م / ث) والمخاطر المحتملة للتكثيف والتكثيف الحمضي في ظل ظروف مواتية (-10 درجة مئوية ، 14.3 م / ث).
التحقيق في تحديات استخراج الغاز: تحديد المناطق الميتة ، وإدارة التكثيف ، وإدارة فقدان الضغط
ينخفض الضغط قليلا من المنبع إلى مخرج المكدس. ومع ذلك ، يحدث انخفاض ملحوظ في الضغط في السجل بسبب فتحه المحدود. ترجع الزيادة في الضغط عند مخرج المكدس إلى وجود تدفق ثنائي الاتجاه ، مما يعطل استخراج الغازات ويسبب ارتفاعا في الضغط.
تصل المنطقة الميتة إلى درجة حرارة دنيا ، بينما يشير انخفاض درجة الحرارة باتجاه الجزء العلوي من المدخنة إلى مدخل الهواء إلى جزء من المدخنة.
كان الهدف من الدراسة هو تحديد المشاكل المحتملة التي تؤثر على استخراج الغاز وإمكانية تكثيف الحمض ، مع تقييم انخفاض الضغط. تم فحص سيناريوهين: كفاءة استخراج الغاز في ظل ظروف السحب المعاكسة وخطر التكثيف في ظل ظروف مناسبة.
وتسلط النتائج الضوء على ثلاث قضايا رئيسية :
- منطقة غير نشطة ملحوظة في الالتفافية الأولى في وضع الالتفافية الكاملة ،
- منطقة كبيرة غير نشطة عند فتح عنصر تحكم معين ، مما يؤدي إلى التكثيف ويؤدي إلى انخفاض الضغط ،
- منطقة يظهر فيها التكثيف في المدخنة بتدفق مزدوج.
على الرغم من هذه التحديات ، قمنا بقياس أبعاد عزل القناة ، والتي تبدو فعالة بشكل عام ، مع فقد الحرارة الخفيفة. يمكن التعامل مع المناطق غير النشطة مع العيوب المحتملة على وجه التحديد.
النتائج مع التكوين المحسن
النتائج مع استحضار محسن
يلخص هذا القسم محاكاة التغييرات الهندسية ، بما في ذلك ضبط Y للممر الجانبي الأول ، وإضافة مخمد عازل ، وتقليل ارتفاع المدخنة المركزية. الظروف القاسية لتقييم انخفاض الضغط والتكثيف الحمضي في القنوات.
توزيع الضغط مشابه جدا للتكوين الهندسي الأساسي. ويرجع ذلك إلى استمرار التدفق ثنائي الاتجاه عند مخرج المكدس ، على الرغم من أن هذا أقل أهمية.
يمكن أن نرى من الشكل أعلاه أن التدفق ثنائي الاتجاه يستمر في الجزء العلوي من المدخنة.
يوضح الرسم التوضيحي كيفية توزيع السرعة في اتجاه المنبع للمروحة. هذا التوزيع ليس مشكلة ، لأن المقطع العرضي المنخفض في سجل العزل يمنع إنشاء منطقة خاملة بسرعات منخفضة وبدلا من ذلك يخلق منطقة عالية السرعة.
كان الغرض من هذا القسم هو تقييم ثلاثة تحسينات محددة: ضبط Y للممر الجانبي الأول ، وإضافة مخمد عازل بالقرب من الممر الجانبي الثاني ، وتقليل ارتفاع المدخنة المركزية.
كان التحسين الأول هو تعديل Y للتجاوز الأول لتحسين التدفق وتقليل المناطق الميتة. أظهرت عمليات المحاكاة اختفاء مناطق درجات الحرارة المنخفضة وانخفاض انخفاض الضغط.
أضاف التحسين الثاني مخمد عزل بالقرب من الممر الجانبي الثاني ، مما أدى إلى القضاء على منطقة ميتة كبيرة.
أدى التحسين الثالث إلى تقليل ارتفاع المدخنة المركزية ، مما يدل على تحسن كبير ، خاصة في أسوأ السيناريوهات.
دراسات CFD: فهم وتحسين ديناميكيات السوائل في المداخن الصناعية
يعد تعميق فهم ديناميكيات السوائل المتعلقة بالمداخن الصناعية أمرا ضروريا لضمان تشغيلها على النحو الأمثل. بصفتنا خبراء في محاكاة CFD (ديناميكيات الموائع الحسابية) ، نحن متخصصون في إجراء هذه الدراسات الحاسمة.
تسمح لنا خبرتنا بإجراء تحليلات مختلفة للمداخن الصناعية ، بما في ذلك:
- تقييم الغاطس الحراري
- تحليل انخفاض الضغط
- إدارة التآكل الناجم عن الغبار في الأبخرة
- تحليل تشتت الغلاف الجوي وفقا لمعايير جودة الهواء
- تقييم الاستقرار الهيكلي في مواجهة الأحمال الخارجية
- تحليل نقطة الندى لمنع التكثيف وعواقبه الضارة.
فيديو ملخص الدراسة
يهدف المشروع إلى إعادة تهيئة البنية التحتية الحالية تطوير نظام لمعالجة الدخان يركز على الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2).
ويتطلب ذلك تنفيذ شبكة أنابيب جديدة لالتقاط وتوجيه الانبعاثات من الأفران إلى نظام التقاط ثاني أكسيد الكربون.
تتكون الشبكة من معجب عبر الإنترنت مع مخمدات للعزل والتنظيم بالإضافة إلى مدخنة مزدوجة التدفق مع مداخن متحدة المركز.
تركز الدراسة على عدة جوانب مهمة.
أولاً، تبحث في المشاكل التي يمكن أن تؤثر على استخراج الغاز ويشمل ذلك المناطق المعرضة لخطر التكثيف الحمضي، والذي يمكن أن يؤدي إلى تآكل مفرط للأنابيب والمعدات.
من خلال تحليل درجة الحرارة والرطوبة يتم تقديم توصيات للحد من آثار التآكل.
تتضمن الدراسة أيضًا تقييمًا لـ خسائر الضغط في القنوات، والتي يمكن أن تؤثر على الكفاءة الكلية للنظام وتؤدي إلى ارتفاع تكاليف الطاقة.
تُستخدم النماذج الرياضية المتقدمة لتقدير خسائر الضغط هذه واقتراح حلول لتقليلها.
تُظهر عمليات المحاكاة التي أجريت لأوضاع التشغيل المختلفة وجود انخفاضًا كبيرًا في الضغط عبر السجلات a التدفق ثنائي الاتجاه الذي يعرقل استخراج الغازات و مناطق غير نشطة تشجع على التكثيف .
Cependant, des التحسينات الهندسية مثل تعديل حرف Y في الممر الجانبي الأول، وإضافة مخمد عازل وتقليل ارتفاع المدخنة قد قللت من هذه المشاكل.
وختامًا، يتطلب مشروع إعادة تشكيل البنية التحتية من أجل تطوير نظام معالجة الدخان القائم على ثاني أكسيد الكربون ما يلي تعديلات هندسية و والتحسينات لتحسين استخراج الغاز وتقليل انخفاض الضغط وتقليل مخاطر التكثيف.
