جلسه دفاع از پایان‌نامه: آقای علی عاشوری، گروه آموزشی تبدیل انرژی
 خلاصه خبر: شبیه‌سازی عددی احتراق بدون شعله در کوره کراکینگ پتروشیمی
چکیده: کوره¬های کراکینگ برای شکستن مواد هیدروکربنی سنگین به مواد هیدروکربنی سبک در صنعت پتروشمی استفاده می¬شوند که قلب تپنده این صنعت هستند. در کوره¬های کراکینگ چالش¬های فراوانی برای طراحی آن¬ها وجود دارد که اساس این چالش¬ها به توزیع یکنواخت دمای جریان احتراقی در بخش تشعشعی و تشکیل آلاینده¬ها بر می¬گردد. تحقیقات زیادی پیرامون رفع این چالش¬ها انجام شده¬است و راه¬کارهای متنوعی نیز ارائه شده¬اند. احتراق بدون شعله یک نوع تکنولوژی است که با ایجاد بازچرخشی قوی درون کوره، رقیق¬سازی گاز اکسیژن و پخش گسترده آن و همچنین توزیع یکنواخت گونه¬های میانی، موجب کاهش دمای بیشینه و متوسط، افزایش دمای کمینه و متوسط، توزیع یکنواخت دما و کاهش محسوس آلاینده¬ها می¬شود. لذا این تکنولوژی می¬تواند برای کوره کراکینگ مفید باشد. کوره¬های کراکینگ از سه بخش تشعشعی، جابه¬جایی و دودکش تشکیل شده¬اند که بخش تشعشعی با دارا بودن فرآيندهای احتراقی، مهم¬ترین و اصلی¬ترین نقش را در کوره کراکینگ ایفا می¬کند. بنابراین در تحقیق حاضر، صرفا به شبیه¬سازی بخش تشعشعی کوره کراکینگ همراه با لوله¬های واکنش¬گاه پرداخته شده¬است. در کار حاضر، ابتدا اعتبارسنجی تکنولوژی احتراق بدون شعله در یک کوره آزمایشگاهی و سپس اعتبارسنجی کوره¬ی کراکینگ انجام شده¬است. از آنجایی که بیشتر کارهای انجام شده در ایجاد تکنولوژی احتراق بدون شعله با استفاده از مشعل¬های غیر پیش¬آمیخته بود؛ لذا در ابتدا، مشعل-های پیش¬آمیخته کوره کراکینگ به غیر پیش¬آمیخته تبدیل شدند. نتایج نشان داد که کاهش اختلاط سوخت و هوا باعث پیشروی بیشتر آن¬ها در طول کوره شده¬است که موجب افزایش سرعت و قدرت بازچرخشی جریان و در نتیجه کاهش ۲۵۰ کلوینی دمای بیشینه، افزایش دمای کمینه، یکنواختی دما و افزایش دمای بیشینه و کمینه جریان احتراقی میان لوله¬های واکنش¬گاه و افزایش سرعت و دمای متوسط جریان خروجی از قسمت تشعشعی را در پی داشت. به علت ایجاد احتراق موضعی غنی، میزان و گستردگی گاز کربن¬مونواکسید نیز بیشتر شده¬است و گاز هیدروژن نسوخته اضافی نیز از قسمت تشعشعی خارج می¬شود. لذا تصمیم بر آن شد که نتایج حاصل از ضخامت بین نازل¬های مشعل برای ۵ حالت از ۰/۵ تا ۲ برابر قطر نازل سوخت بررسی بشود. نتایج نشان داد که افزایش ضخامت بین نازل¬ها موجب ایجاد یک ناحیه بازچرخشی سومی در بین دو نازل و در کف کوره می¬شود که با افزایش اختلاط میان سوخت و هوا باعث کاهش فاصله شعله تا سر مشعل¬ها، سرعت و طول ناحیه بازچرخشی اولیه، میزان گاز هیدروژن نسوخته، میزان و گستردگی توزیع گاز اکسیژن و افزایش یکنواختی توزیع دما در بالای کوره می¬شود که در نتیجه میزان گاز کربن¬مونواکسید را بیشتر می¬کند. بنابراین در ادامه تحقیقات، اثر دبی جریان هوای ورودی بررسی شد و نتیجه شد که افزایش دبی جریان هوای ورودی باعث افزایش زیاد سرعت و قدرت بازچرخشی می¬شود و یک ناحیه بازچرخشی سومی میان مشعل و دیواره¬ها ایجاد می¬شود که در نتیجه، موجب کاهش ۲۰۰ کلوینی دمای بیشینه، دمای کمینه، گاز کربن-مونواکسید، میزان گاز هیدروژن نسوخته و افزایش دمای متوسط، رقیق¬سازی گاز اکسیژن و افزایش سرعت و کاهش دمای متوسط محصولات احتراقی خروجی از قسمت تشعشعی را در پی دارد که بسیار زیاد به ایجاد تکنولوژی احتراق بدون شعله در کوره کراکینگ پتروشیمی نزدیک¬تر شده است 5 بهمن 1398 / تعداد نمایش : 1198
|