شبیه سازی تنش های راکتور

طراحی و ساخت راکتور شیمیایی همزن دار CSTR با میکسر پیشرفته

در صنایع شیمیایی کاربرد راکتورهای شیمیایی بسیار زیاد است که در تولید محصولات مختلفی نقش حیاتی دارند. بسیاری از صنایع از انواع مختلف راکتور برای تولید مواد شیمیایی مختلف استفاده می کنند. بنابراین راکتورها دستگاه هایی برای مهار و کنترل واکنش های شیمیایی هستند. انواع مختلفی از راکتورها با توجه به ماهیت واکنش ها وجود دارد و آنها عمدتاً به عنوان

  • راکتورهای زیستی
  • راکتورهای شیمیایی
  • راکتورهای همجوشی

طبقه بندی می شوند. اما با توجه به مفهوم مهندسی شیمی، انواع راکتورهای شیمیایی عمدتاً به عنوان

  1. راکتوربچ شیمیایی
  2. راکتور لوله ای
  3. راکتور CSTR

طبقه بندی می شوند. عمدتا راکتوربچ یک راکتور مخلوط یکنواخت است و ترکیب در همه جای راکتور یکسان است. این نوع راکتور عمدتاً در آزمایشگاه برای مطالعه سرعت واکنش در مقیاس آزمایشگاهی استفاده می شود. در حالی که راکتورهای PFR/لوله ای راکتوری پیوسته هستند که در آن ورودی خام و خروجی محصول به طور پیوسته است و راکتورهای PFR/لوله ای برای شسته شدن طلا از سنگ معدن استفاده می شود. راکتور شیمیایی چیست؟

در این مقاله سعی داریم به معرفی CSTR به عنوان راکتوری که به مخلوط کننده برگشتی شناخته می شود بپردازیم که رایج ترین نوع راکتور ایده آل در مهندسی شیمی است. این دستگاه ممکن است راکتور از نوع پیوسته یا دسته ای باشد لذا CSTR در فرآیندهای بیولوژیکی در بسیاری از صنایع برای ساخت آنتی‌بیوتیک‌ها، پلی‌اتن و غیره استفاده می‌شود.

محاسبه و بهینه سازی حجم راکتور های mixed و batch

در طراحی های نوین این دستگاه طبق استاندارد های ASME بهینه سازی در مصرف انرژی و تولید محصول به کمک نرم افزارهای شبیه سازی پیشرفته انجام میگیرد. هدف از بهینه‌سازی و مقیاس‌سازی راکتور شیمیایی میباشد تا شرایطی را فراهم می‌کند برای کمک به مهندسان شیمی و در صرفه‌جویی در زمان، پول و مواد اولیه. قسمت های الکترونیکی مثل سنسورهای دما و فشار، اضافه کردن عایق و پوشش های مختلف، عوامل و پارامترهای طراحی، بهینه سازی و افزایش مقیاس راکتورها به کمک مهندسین مجرب محاسبه میگردد.

انواع راکتورحجم مخزنبازدهی محصولکنترل دما و فشار
راکتور cstrبالای 50 هزار لیتر80%آنالوگ
راکتور batchدر حجم های مختلفمتناسب با PH محلولPLC
راکتور ناپیوستهمجموع حجم چند مخزن90%دیجیتال PID
راکتور بستر ثابتکمتر از یک متر مکعب74%هوش مصنوعی
راکتور mixedمحاسبه با نرم افزار شبیه سازنامشخصتوسط اپراتور
راکتور پیوستهطبق سفارش مشتری81%ترکیبی مکانیکی و الکترونیکی
راکتورهای شیمیاییبر اساس کاربردبین 75% تا 85%ابزار دقیق PI
رآکتور PFRبا توجه به طول لوله93%گیج های مکانیکی
بهینه سازی رآکتور با هدف مصرف کمتر انرژی و تولید بیشتر محصول با کیفیت

طراحی یک راکتور پیچیده، ترکیبی از CSTR، PFR، لوله ای و راکتور دسته ای همدما می باشد. شرکت پترو صنعت تاراز به عنوان یک تولید کننده راکتورهای شیمیایی در ساخت رآکتور شیمیایی موفق به بومی سازی دانش طراحی و ساخت انواع پیسرفته میکسر دار این دستگاه شده است.

سیستم راکتور پیوسته (CSTR) یک سیستم راکتور شیمیایی معمولی با ویژگی های غیرخطی پیچیده است که در آن کنترل کارآمد غلظت محصول در CSTR تنها از طریق مدل دقیق قابل دستیابی و محاسبه است. پس از استخراج مدل ریاضی سیستم، مدل خطی از مدل غیرخطی تفکیک خواهد شد و در نهایت با کمک شبیه ساز رایانه ای طراحی دقیق آن توسط مهندسین مجرب شرکت انجام میگیرد.

در این فن آوری نوین، برای ساخت میکسر و همزن پیشرفته دستگاه یک کنترل کننده PI معمولی و یک کنترل کننده PID برای راکتور مخزن دار پیوسته برای کنترل غلظت CSTR خطی استفاده میشود. مطالعه و آزمایش شبیه سازی آن در MATLAB SIMULINK انجام میگیرد تا بهترین کنترل کننده با مقایسه معیارهای پاسخ مانند زمان ته نشینی، زمان افزایش، درصد بیش از حد و خطای حالت پایدار انتخاب شود. تجربیات شرکت پترو صنعت تاراز نشان میدهد که در نتایج به دست آماده از شبیه سازی، کنترل کننده PID عملکرد بهتری نسبت به کنترل کننده PI معمولی دارد. جهت اطلاعات بیشتر و مشاوره با شماره 09133753907 واحد بازرگانی شرکت پترو صنعت تاراز تماس بگیرید.

منبع

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

به بالای صفحه بردن