Efekty termiczne przy odwadnianiu etanolu w cyklicznym procesie adsorpcyjno-desorpcyjnym zmiennociśnieniowym
Wariant tytułu
Thermal effects in dehydration of ethanol in Pressure Swing Adsorption process
Autor
Kubala, Agnieszka
Promotor
dr hab. inż. Krzysztof Kupiec, prof. PK
Data wydania
2010
Wydawca
[sn.]
Język
polski
Abstrakt
Podstawowym celem niniejszej pracy jest analiza wpływu parametrów ruchowych instalacji do adsorpcyjnego odwadniania etanolu na przebieg procesu. Szczególną uwagę skupiono na efektach termicznych procesu. Do weryfikacji modelu matematycznego procesu wykorzystano wyniki pomiarów doświadczalnych. Porównano krzywe przebicia wyznaczone w trakcie etapu adsorpcji oraz profile stężeń wody w złożu po zakończonym etapie płukania. Do symulacji stosowano parametry procesu odpowiadające rzeczywistym wartościom stosowanym w warunkach przemysłowych. Przy symulacji badano wpływ następujących parametrów: natężenie przepływu surowca, temperatura surowca, stosunek ciśnień stosowanych przy adsorpcji i płukaniu, stopień recyrkulacji, wysokość złoża adsorbentu oraz czas trwania adsorpcji i płukania. Badania symulacyjne wykazały, że otrzymane wartości zawartości wody w otrzymywanym produkcie są zgodne z wartościami obserwowanymi w rzeczywistych instalacjach przemysłowych. Poprzez symulację cyfrową procesu stwierdzono, że korzystne w okresie rozruchu instalacji jest stosowanie surowca celowo zmieszanego z odwodnionym etanolem. W ten sposób szybkość adsorpcji wody ulega zmniejszeniu, co powoduje złagodzenie wzrostu temperatury.
The basic aim of this work is an analysis of the impact of the process parameters of the installation used for adsorptive dehydration of ethanol on the course of this process. The main focus is on the thermal effects of the process. The results of the measurements have been used for verification of the mathematical model of the process. The breakthrough curves that have been drawn in the process of adsorption and water concentration profiles in the bed after the completion of the purge process have been compared. The simulation has been conducted with using the parameters of the process corresponding to actual values used in industrial conditions. The simulation has examined the following parameters impact: the flow rate of the raw material, the temperature of the raw material, the ratio of pressures used for adsorption and rinsing, the purge of recirculation, the height of the adsorbent layer and the time of adsorption and purge steps. The simulating research has shown that the received values of water content in the final product are consistent with the values observed in real industrial installations. It has been established in the digital simulation of the process that it is advisable to use raw material which is purposely mixed with dehydrated ethanol in plant technological start-up. In this way water adsorption velocity decreases which causes moderation in temperature increase.
