مدل‌سازي و تحليل خشك‌كن بستر سيال مجتمع پتروشيمي بندر امام به منظور بهبود بازده انرژي و اگزرژي

Modeling and analysis of fluidized bed dryer of Bandar Imam Petrochemical Complex for energy and exergy efficiency improvement

در اين مقاله خشك كن بستر سيال مجتمع پتروشيمي بندر امام به ‌منظور بررسي عوامل موثر در بازده انرژي و اگزرژي، به صورت عددي مدل‌سازي و مورد مطالعه قرار گرفته است. براي اين كار از يك كد تجاري با روش مد‌‌ل‌سازي جريان دو فاز اويلر-اويلر استفاده شده است. با توجه به اهميت ويژه مقدار رطوبت در سيستم خشك كن و نحوه انتقال آن بين فازهاي جامد و گاز، الگوريتمي عددي براي برآورد مقدار رطوبت موجود در هر فاز و مقدار تبادل يا انتقال آن بين فازها، در كد مذكور پياده‌سازي شد. اعمال اين الگوريتم در كد مذكور منجر به تطابق قابل توجه بين نتايج حاصل از مدل‌سازي و نتايج برگرفته از عملكرد واقعي خشك‌كن شد. نتايج مدل‌سازي‌ و تجربي نشان‌دهنده اختلاف حداكثري 1% در وضعيت رطوبت محصول خروجي از خشك‌كن است. اين مقدار اختلاف مبين بهبود قابل توجه مدل‌سازي اخير در مقايسه با تحقيقات انجام شده در اين حوزه است. نتايج نشان مي‌دهند كه افزايش دبي جرمي و دماي ورودي هوا و آب گرم مبدل‌هاي حرارتي، منجر به كاهش بازده انرژي و اگزرژي شده است، درحالي‌كه افزايش ميزان دبي جرمي محصول، بازده را افزايش مي‌دهد. به‌عنوان يك نتيجه عملي از نتايج اين تحقيق و براي شرايط قابل اجراي فيزيكي در مجتمع پتروشيمي مذكور مي‌توان با افزايش 15% شدت جريان جرمي محصول ورودي، بازده كلي خشك‌كن را از 62/38 % به 42% و بازده اگزرژي را از 16/35 % به 5/39 % افزايش داد؛ درحالي‌كه رطوبت موجود در محصول نيز در اين شرايط به ميزان 18% كاهش خواهد يافت.

In this paper in order to study of effective parameters on energy and exergy efficiency, the modeling and analysis of fluidized bed dryer of Bandar Imam Petrochemical Complex is performed. For do this paper the commercial code with Euler-Euler two phase flow modeling has been used. Due to the importance of moisture content in the dryer system and method transfer between solid and gas phases, a numerical algorithm for estimating moisture content in each phase and exchange or transfer between phases in the proposed the mentioned, implement the code. With applying this algorithm in the code led to considerable correspondence between the results of modeling and the results from the actual performance of the dryer. The difference between the modeling and the experimental results is maximum 1% that represents significant fitness with similar works. The results also express that increase in inlet air and heat exchanger hot water mass flow rates, reduce efficiency while increment in the mass flow rate and temperature of products increase the efficiency. The results of this research for the mentioned petrochemical complex show that with the 15 % increase in mass flow rate of inlet product, overall efficiency of the dryer rises from 38.62 % to %42 and exergy efficiency increases from 35.16 % to 39.5 % while the product moisture decreases 18%.