مدل سازی ترمودینامیکی و بهینه سازی کارخانه اسید سولفوریک مجتمع مس سرچشمه
چکیده
در کار حاضر، مدل سازی ترمودینامیکی کل فرآیند تولید اسید سولفوریک که شامل «مرحله ی تمیزسازی گاز» و «مرحله ی تولید اسید» می باشد در مجتمع مس سرچشمه در حالت پایدار انجام شده است. در این مدل، رفتار تک تک تجهیزات و کل فرآیند تولید در شرایط مختلف پیش بینی شده است به نحوی که پارامترهایی چون دبی، دما و متوسط غلظت so2 گاز ورودی به عنوان متغیرهای ورودی در نظر گرفته شده و با مشخص شدن این متغیرها، سایر پارامترهای مهم سیستم از جمله دمای سیال خروجی از هر تجهیز، میزان خنک کاری در مبدل ها، غلظت ها، میزان اسید تولیدی و غیره مشخص شده است. در مدل انجام گرفته با استفاده از نرم افزارees ، معادلات پیوستگی و انرژی برای هر تجهیز نوشته شده و سپس جهت پیش بینی رفتار آنها در شرایط کارکرد مختلف از روابطی استفاده شده است که با الگو برداری از اطلاعات مندرج در شرایط طرح بدست آمده اند. امکان سنجی فنی جایگزینی برج خنک کن تر مورد استفاده در کارخانه تولید اسید با برج خنک کن خشک با استفاده از مدل انجام گرفته مورد بررسی قرار گرفته است. تفاوت اساسی این دو نوع برج در دمای خنک کاری آنها می باشد به نحوی که با شرایط آب هوایی موجود در منطقه این دما از حداکثرc °21 در برج تر بهc °45 در برج خشک می رسد. بررسی نشان داد که افزایش دمای آب خنک کن تاc °45 باعث افزایش بار خنک کاری در چیلر و دمای گاز خروجی از مرحله ی تمیز سازی گاز می گردد و در دمای بالاتر ازc °32 فرآیند تولید اسید متوقف می گردد. در پایان راهکارهای پیشنهادی جهت رسیدن به هدف جایگزینی برج خنک کن تر با برج خنک کن خشک ارائه گردیده است. در انتها با بهره گیری از مدل انجام شده، متغیرهای دما، غلظت و دبی گاز ورودی در شرایط بهینه ی کارکرد کارخانه به نحوی که اتلاف انرژی و آلودگی محیط زیست به حداقل میزان خود برسد، بدست آمده است.