| طراحی و شبیهسازی فرآیند هیبرید برودتی–غشایی برای استخراج هلیوم از واحدهای LNG مقیاس کوچک |
| کد مقاله : 1246-ISME2026 |
| نویسندگان |
|
حسن ناصری منش1، علی جهانگیری *2، محمد عامری2 1دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه شهید بهشتی تهران 2هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی |
| چکیده مقاله |
| در این پژوهش، طراحی و شبیهسازی یک فرآیند هیبریدی برای استخراج هلیوم از گاز طبیعی در واحدهای LNG مقیاس کوچک مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به غلظت بسیار پایین هلیوم در گاز طبیعی و مصرف انرژی بالای فرآیندهای متداول جداسازی، توسعه پیکربندیهای کارآمد با شدت انرژی کمتر از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این مطالعه، یک آرایش ترکیبی شامل تقطیر برودتی بهعنوان مرحله غنیسازی اولیه و جداسازی غشایی بهعنوان مرحله پالایش نهایی پیشنهاد و بهصورت پایا شبیهسازی شده است. شبیهسازی ترمودینامیکی فرآیند با استفاده از نرمافزار Aspen HYSYS و معادله حالت Peng–Robinson انجام شد. بهمنظور مدلسازی دقیق عملکرد غشا، یک مدل مبتنی بر مکانیزم حل–نفوذ در نرمافزار MATLAB توسعه داده شد و نتایج آن بهصورت کوپلشده در شبیهسازی فرآیند لحاظ گردید. نتایج نشان میدهد که فرآیند هیبریدی میتواند خلوص هلیوم بیش از 97 درصد را همراه با کاهش قابل توجه مصرف انرژی نسبت به سامانههای کاملاً برودتی فراهم کند. تحلیل حساسیت ستونهای تقطیر نشان داد که افزایش فشار عملیاتی مصرف انرژی را افزایش میدهد، در حالی که خلوص هلیوم حساسیت اندکی به تغییرات فشار و دما دارد. همچنین، جایگزینی مراحل عمیق برودتی با مرحله پالایش غشایی منجر به کاهش حدود 20 درصدی مصرف انرژی کل میشود. بر این اساس، فرآیند هیبرید تقطیر برودتی–غشایی گزینهای کارآمد برای بازیافت هلیوم در واحدهای LNG مقیاس کوچک به شمار میآید. |
| کلیدواژه ها |
| استخراج هلیوم، گاز طبیعی، تقطیر برودتی، جداسازی غشایی، LNG |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |