ক্রাইওজেনিক এয়ার বিচ্ছেদ ইউনিটের প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন

রাসায়নিক শিল্পের দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে অক্সিজেনের মতো শিল্প গ্যাসের চাহিদা বাড়ছে। একটি মূল সরঞ্জাম হিসাবে, 50,000 m³/ঘন্টা ক্রায়োজেনিক এয়ার বিচ্ছেদ ইউনিটের অপারেটিং দক্ষতা এবং অর্থনীতি অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। বর্তমানে, ক্রমবর্ধমান শক্তির দাম এবং তীব্র বাজার প্রতিযোগিতা সংস্থাগুলি ব্যয় হ্রাস করতে এবং দক্ষতা বাড়ানোর জন্য প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন চাইতে প্ররোচিত করেছে। এই কাগজটি রাসায়নিক প্ল্যান্টের ইউনিটটিকে গবেষণা অবজেক্ট হিসাবে গ্রহণ করে, অ্যাস্পেন প্লাস সফ্টওয়্যারটির সাহায্যে একটি মডেল তৈরি করে, ডিস্টিলেশন টাওয়ারের প্রক্রিয়া পরামিতিগুলিতে মনোনিবেশ করে, সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণের মাধ্যমে অনুকূল সমাধান নির্ধারণ করে এবং এটি বিভিন্ন লোডের অধীনে যাচাই করে, ইউনিটের কর্মক্ষমতা উন্নয়নের জন্য একটি রেফারেন্স সরবরাহ করার জন্য এবং অর্থনৈতিক সুবিধাগুলি বাড়ানোর লক্ষ্যে। ​
 

 

বায়ু বিচ্ছেদ উদ্ভিদ জন্য প্রক্রিয়া প্রবাহ মডেল নির্মাণ

 

প্রক্রিয়া প্রবাহ

রাসায়নিক উত্পাদন কারখানা দ্বারা গৃহীত 50,000 m³/ঘন্টা ক্রাইওজেনিক এয়ার বিচ্ছেদ উদ্ভিদ, প্রকৃত উত্পাদনে, বায়ু পরিস্রাবণ সিস্টেম, সংক্ষেপণ সিস্টেম, প্রাকুলিং সিস্টেম এবং সম্প্রসারণ সিস্টেমের মধ্য দিয়ে গ্যাস বিচ্ছেদ অর্জনের জন্য ক্রমানুসারে প্রবেশের পরে সংশোধন ব্যবস্থায় প্রবেশ করে। এই কাগজটি মূলত অক্সিজেন উত্পাদন প্রক্রিয়া বিশ্লেষণ করে এবং এর উত্পাদন প্রক্রিয়া প্রবাহ নিম্নরূপ:

 

বায়ু একটি উচ্চ - দক্ষতা ফিল্টারের মাধ্যমে অমেধ্যগুলি অপসারণের পরে বায়ু সংক্ষেপকটিতে প্রবেশ করে। সংকুচিত বায়ু প্লেট - ফিন প্রিসুলিং সিস্টেমে প্রবেশ করে এবং তাপমাত্রা হ্রাস করতে শীতল জল দিয়ে তাপ বিনিময় করে। তারপরে বায়ুর কিছু অংশ পরবর্তী -} স্টেজ সংক্ষেপণ সিস্টেমে প্রবেশ করে এবং অন্য অংশটি আরও পরিশোধন চিকিত্সার পরে সংশোধন টাওয়ারে প্রবেশ করে।

 

পরবর্তী - স্টেজ সংক্ষেপণ সিস্টেমে প্রবেশকারী বায়ু প্রবাহ প্রায় 4,500 কিলোমিটার/ঘন্টা। গ্যাসের এই অংশটি তাপ বিনিময়ের পরে এক্সপেন্ডারে প্রবেশ করে, তাপমাত্রা প্রায় -115 ডিগ্রি নেমে যায়, চাপটি হ্রাস করা হয় প্রায় 0.15 এমপিএতে এক্সপেন্ডারের মাধ্যমে প্রায় 0.15 এমপিএ করা হয় এবং তারপরে তাপমাত্রা প্রায় -165 ডিগ্রিতে নেমে তাপ বিনিময়ের পরে সংশোধন টাওয়ারে প্রবেশ করে।

 

সংশোধন টাওয়ারটি একটি উপরের টাওয়ার এবং একটি নীচের টাওয়ারে বিভক্ত। উপরের টাওয়ারটি প্রায় 130 কেপিএর চাপ সহ একটি নিম্ন - চাপ টাওয়ার, এবং নীচের টাওয়ারটি প্রায় 580 কেপিএর চাপ সহ একটি উচ্চ - চাপ টাওয়ার। তাপ বিনিময়ের পরে গ্যাস এবং এক্সপেন্ডার থেকে গ্যাস যথাক্রমে উপরের অংশে এবং সংশোধন টাওয়ারের উপরের টাওয়ারের মাঝের অংশে প্রেরণ করা হয়। সংশোধন টাওয়ারে গ্যাসটি বহুবার সংশোধন করা হয়। টাওয়ারের শীর্ষে নাইট্রোজেন প্রাপ্ত হয়, অক্সিজেন টাওয়ারের নীচে পাওয়া যায় এবং কিছু তরল পণ্য সম্পর্কিত স্টোরেজ ট্যাঙ্কগুলিতে সংরক্ষণ করা হয়।

 

প্রক্রিয়া প্রবাহ মডেল নির্মাণ

উপরের বায়ু বিচ্ছেদ প্রক্রিয়া থেকে এটি জানা যেতে পারে যে প্রকৃত উত্পাদন প্রক্রিয়াটিতে সংক্ষেপণ, শীতলকরণ, সম্প্রসারণ, সংশোধন এবং অন্যান্য প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। প্রক্রিয়া সিমুলেশনের জন্য অ্যাস্পেন প্লাস সফ্টওয়্যার ব্যবহার করার সময়, প্রয়োগকৃত মডিউল এবং ফাংশনগুলি নিম্নরূপ:

 

●এয়ার সংক্ষেপক সিএসপি মডিউল গ্রহণ করে;

● এক্সপেন্ডার এক্সপ মডিউল গ্রহণ করে;

● হিট এক্সচেঞ্জার হিটেক্স মডিউল গ্রহণ করে;

● সংশোধন টাওয়ারটি র‌্যাডফ্রাক মডিউল গ্রহণ করে;

● পাম্প পাম্প মডিউল গ্রহণ করে;

● বিভাজক এসইপি মডিউলটি গ্রহণ করে।

মডেল সিমুলেশন প্রক্রিয়াতে, বিভিন্ন ইউনিট মডিউলগুলির কার্যকারিতা অনুসারে এগুলি উপাদান প্রবাহের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে এবং প্রবাহটি অক্সিজেন উত্পাদন প্রক্রিয়া অনুসারে কার্যকর করা হয়। সিমুলেশন চলাকালীন, সরঞ্জামের পরামিতিগুলি নকশার মান অনুযায়ী সেট করা হয়। সংশোধন টাওয়ারের উপরের টাওয়ারের শীর্ষে চাপটি 0.132 এমপিএতে সেট করা হয়েছে, টাওয়ারের নীচে চাপটি 0.138 এমপিএতে সেট করা হয়েছে, টাওয়ারের শীর্ষে তাপমাত্রা -193.5 ডিগ্রি সেট করা হয়েছে, টাওয়ারের নীচে তাপমাত্রা -180.2 ডিগ্রি সেট করা হয় এবং 55 টির পরে সারণিতে সেট করা হয়।

 

টেবিলের মডেলটির সিমুলেশন ফলাফলগুলি থেকে এটি দেখা যায় যে মডেলের বিভিন্ন সূচকগুলি মূলত ক্রিওজেনিক এয়ার বিচ্ছেদ কেন্দ্রের নকশা সূচকগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। উপরের টাওয়ারে তরল অক্সিজেনের বিশুদ্ধতার মধ্যে পার্থক্য এবং নকশার মান 0.8%, সিমুলেশন মানের ওঠানামা অনুমোদিত পরিসরের মধ্যে থাকে এবং সিমুলেটেড অক্সিজেন আউটপুট নকশার মানের কাছাকাছি, অনুমোদিত পরিসরের মধ্যে ত্রুটি সহ। সুতরাং, এটি দেখা যায় যে এই সময়টি প্রতিষ্ঠিত মডেলটি প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন যাচাইকরণ বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে [2]।

সারণী 1 বায়ু বিচ্ছেদ উদ্ভিদ প্রক্রিয়া প্রবাহ মডেলের সিমুলেশন ফলাফল

​

আইটেম	নকশা সূচক	সিমুলেশন সূচক
উপরের টাওয়ার/(কেএমএল/এইচ) এ বর্জ্য তরল নাইট্রোজেনের প্রবাহের হার	4000	4007
উপরের টাওয়ার/(কেএমএল/এইচ) এ তরল বাতাসের প্রবাহের হার	5000	5000
উপরের টাওয়ারে তরল নাইট্রোজেনের প্রবাহের হার/(কেএমএল/এইচ)	4000	4000
নীচের টাওয়ারে তরল বাতাসের বিশুদ্ধতা, \\ (এক্স (\\ সিই {ও 2}) \\) 1%	37	36.1
উপরের টাওয়ারে বর্জ্য নাইট্রোজেনের বিশুদ্ধতা, \\ (এক্স (\\ সিই {এন 2}) \\) 1%	90	89.87
ঠান্ডা বাক্সের বাইরে নাইট্রোজেনের প্রবাহের হার/(কেমোল/এইচ)	2350	2350
উপরের টাওয়ার/এমপিএর নীচের চাপ	0.14	0.14
নিম্ন টাওয়ার/এমপিএর শীর্ষ চাপ	0.56	0.558
নাইট্রোজেন পণ্য আউটপুট/(কেএমএল/এইচ)	2400	2400
মাঝারি - চাপ তরল নাইট্রোজেন আউটপুট/(কেমোল/এইচ)	2940	2924.38
কম - চাপ তরল নাইট্রোজেন আউটপুট/(কেমোল/এইচ)	1360	1336.58

​

প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন বিশ্লেষণ

 

ক্রিওজেনিক এয়ার বিচ্ছেদ কেন্দ্রের গ্যাস বিচ্ছেদ প্রক্রিয়াতে, সংশোধন টাওয়ারের উপরের টাওয়ারটি মূল ভূমিকা পালন করে। সরঞ্জামগুলির গবেষণা এবং তাত্ত্বিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে, সংশোধন টাওয়ারের উপরের টাওয়ারের প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি পরিবর্তন করে শক্তি সঞ্চয় এবং খরচ হ্রাসের লক্ষ্য অর্জন করা যেতে পারে। এবার, অ্যাস্পেন প্লাসের সংবেদনশীলতা মডিউলটি সংশোধন টাওয়ারের উপরের টাওয়ারের বিভিন্ন প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি বিশদভাবে বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয় এবং অনুকূল প্রক্রিয়া অপারেশন স্কিম প্রাপ্ত হয়।

 

ফিডের অবস্থান এবং বিচ্ছেদ দক্ষতার মধ্যে সম্পর্ক

 

সিমুলেশন প্রক্রিয়াতে, অন্যান্য পরামিতিগুলি অপরিবর্তিত রাখা এবং ফিডের অবস্থান পরিবর্তন করে, উপরের টাওয়ারের পৃথকীকরণের দক্ষতার পরিবর্তনের ফলাফলটি চিত্রে দেখানো হয়েছে।

 

চিত্র থেকে এটি দেখা যায় যে অন্যান্য পরামিতিগুলি অপরিবর্তিত, সংশোধন টাওয়ারের উপরের টাওয়ারের ফিড অবস্থান পরিবর্তন করে, উপরের টাওয়ারের পৃথকীকরণ দক্ষতা প্রথমে বৃদ্ধি পাবে এবং তারপরে হ্রাস পাবে। যখন ফিডের অবস্থানটি 28 তম ট্রেতে সেট করা থাকে, তখন পৃথকীকরণের দক্ষতা সর্বোচ্চে পৌঁছে যায়। সুতরাং, এটি দেখা যায় যে 28 তম ট্রেটি সর্বোত্তম ফিডের অবস্থান।

চিত্র 1 নিম্ন টাওয়ারের ফিড অবস্থান এবং পাতন টাওয়ারের শীর্ষে তাপের লোডের মধ্যে সম্পর্ক

 

ফিড প্রবাহ এবং অক্সিজেন আউটপুট এবং বিশুদ্ধতার মধ্যে সম্পর্ক

নিম্ন টাওয়ারের ফিড প্রবাহের হার পরিবর্তন করে এবং অন্যান্য পরামিতিগুলি অপরিবর্তিত রেখে, পাতন টাওয়ারের শীর্ষে তরল নাইট্রোজেনের আউটপুট এবং বিশুদ্ধতার পরিবর্তনগুলি চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে।

 

উপরের টাওয়ারের ফিড প্রবাহ পরিবর্তন করা, অন্যান্য পরামিতিগুলি অপরিবর্তিত রেখে, সংশোধন টাওয়ারের উপরের টাওয়ারে অক্সিজেন আউটপুট এবং বিশুদ্ধতার পরিবর্তনগুলি চিত্রে দেখানো হয়েছে।

 

চিত্র 2 থেকে এটি দেখা যায় যে উপরের টাওয়ারের ফিড প্রবাহ বৃদ্ধির সাথে সাথে অক্সিজেন আউটপুট ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় তবে বিশুদ্ধতা একটি নিম্নমুখী প্রবণতা দেখায়, যা তাত্ত্বিক বিশ্লেষণের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। চিত্রটি থেকে এটি দেখা যায় যে যখন উপরের টাওয়ারের ফিড প্রবাহ 780 কিলোমিটার/ঘন্টা এর নীচে থাকে, তখন অক্সিজেনের বিশুদ্ধতা 99.6%এর উপরে থাকে, যা রাসায়নিক শিল্পের গ্যাসের চাহিদা পূরণ করে। এই সময়ে, আউটপুটটি 2850 কিলোমিটার/ঘন্টা, যা 750 কিলোমিটার/ঘন্টা প্রাথমিক ফিড প্রবাহ এবং 2780 কিলোমিটার/ঘন্টা অক্সিজেন আউটপুটের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। অতএব, ফিড প্রবাহটি 780 কিলোমিটার/ঘন্টা নিয়ন্ত্রণ করা উচিত, যা অক্সিজেন বিশুদ্ধতা নিশ্চিত করার সময় আউটপুট বাড়িয়ে তুলতে পারে।

 

শক্তি খরচ উপর চাপ প্রভাব

 

অন্যান্য পরামিতিগুলি অপরিবর্তিত রাখা এবং উপরের টাওয়ারের চাপ পরিবর্তন করা, ডিভাইসের শক্তি খরচ পরিবর্তন চিত্রে দেখানো হয়েছে।

 

চিত্র থেকে এটি দেখা যায় যে উপরের টাওয়ারের চাপ বাড়ার সাথে সাথে ডিভাইসের শক্তি খরচ ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়। পৃথকীকরণের প্রভাব এবং শক্তি খরচ ব্যাপকভাবে বিবেচনা করে, উপরের টাওয়ারের চাপটি 0.135 এমপিএতে সেট করা উপযুক্ত, যা কেবল একটি ভাল বিচ্ছেদ প্রভাব নিশ্চিত করতে পারে না, তবে অতিরিক্ত শক্তি খরচও এড়াতে পারে।

 

প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন স্কিমের ব্যবহারিক প্রয়োগ

 

কারখানা দ্বারা উত্পাদিত গ্যাসটি মূলত রাসায়নিক উদ্যোগগুলিতে সরবরাহ করা হয় এবং উত্পাদিত অক্সিজেন রাসায়নিক বিক্রিয়ায় জারণ প্রতিক্রিয়াতে ব্যবহৃত হয়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ক্রমবর্ধমান শক্তির দাম এবং তীব্র বাজার প্রতিযোগিতার কারণে কারখানার লাভের স্থানটি ধীরে ধীরে সংকীর্ণ হয়েছে। এই ক্ষেত্রে, কারখানাটি উত্পাদন প্রক্রিয়া উন্নত করে শক্তি খরচ হ্রাস এবং অর্থনৈতিক সুবিধাগুলি উন্নত করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে। গবেষণা এবং বিশ্লেষণের পরে, কারখানাটি 2023 সালের মে মাসে প্রক্রিয়া উন্নতি করে। উন্নতি প্রকল্পটি নিম্নরূপ: সংশোধন টাওয়ারের উপরের টাওয়ারের চাপটি 0.135 এমপিএতে সেট করা হয়, উপরের টাওয়ারের ফিডের তাপমাত্রা -168 ডিগ্রিতে সেট করা হয়, উপরের টাওয়ারের ফিডের পরিমাণ 780 কেএমএল/ঘন্টা পর্যন্ত সামঞ্জস্য করা হয়, এবং ফিড ট্রে করা হয়। প্রক্রিয়া উন্নতির কারণে, সংশোধন টাওয়ারের শক্তি খরচ হ্রাস করা হয়েছে, সুতরাং ক্রিওজেনিক বায়ু বিচ্ছেদ উদ্ভিদের বায়ু পরিচালনার ক্ষমতা যথাযথভাবে বৃদ্ধি করা যেতে পারে, এইভাবে অক্সিজেন আউটপুট বৃদ্ধি করে। প্রক্রিয়া উন্নতির প্রক্রিয়াতে, বায়ু সংক্ষেপণ সিস্টেমের ফিড প্রবাহ একই সময়ে পরিবর্তন করা হয় এবং ক্রায়োজেনিক বায়ু বিচ্ছেদ কেন্দ্রের প্রয়োগের প্রভাব বিভিন্ন লোডের অধীনে বিশ্লেষণ করা হয়। প্রতিটি লোডের যাচাইকরণের সময়কাল 15 দিন, এবং উত্পাদন পরিস্থিতি সারণি 2 এ দেখানো হয়েছে।

 

এটি সারণী 2 থেকে দেখা যায় যে প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশনের পরে, সর্বাধিক পরিবর্তনশীল ওয়ার্কিং কন্ডিশন লোড মূল লোডের 115% পৌঁছতে পারে এবং এই ক্ষেত্রে অক্সিজেন এবং তরল অক্সিজেনের আউটপুট উভয়ই বৃদ্ধি করা হয়। তদুপরি, ১১৫% লোডের নিচে, সংশোধন টাওয়ারের উপরের টাওয়ারের শক্তি খরচ মূল -7.85 মেগাওয়াট থেকে -7.23 মেগাওয়াট থেকে পরিবর্তিত হয়, যার শক্তি সঞ্চয় 7..৯%। সরঞ্জামগুলির বৈদ্যুতিক শক্তির বিশ্লেষণের মাধ্যমে, এটি জানা যায় যে 115% লোডের নিচে সরঞ্জামগুলির বৈদ্যুতিক শক্তি হ্রাস 125 কিলোওয়াট · এইচ। কারখানাটি যে অঞ্চলে অবস্থিত সেখানে শিল্প বিদ্যুতের ব্যয় 0.72 ইউয়ান/(কেডব্লিউ · এইচ)। 330 দিনের জন্য পরিচালিত সরঞ্জাম দ্বারা গণনা করা, বার্ষিক বিদ্যুতের ব্যয় 712,800 ইউয়ান দ্বারা সংরক্ষণ করা যেতে পারে। পণ্য আউটপুটের দিক থেকে গণনা করা, প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশনের পরে, অক্সিজেন আউটপুট 380 কিলোমিটার/ঘন্টা বৃদ্ধি পেয়েছে, তরল অক্সিজেন আউটপুট 420 কিলোমিটার/ঘন্টা বৃদ্ধি পেয়েছে এবং তরল আর্গন আউটপুট 25 কিলোমিটার/ঘন্টা বৃদ্ধি পেয়েছে। এটি গণনা করা হয় যে বার্ষিক মুনাফা 3.2 মিলিয়ন ইউয়ান বৃদ্ধি করা যেতে পারে। সুতরাং, এটি দেখা যায় যে প্রক্রিয়া উন্নতি বার্ষিক এন্টারপ্রাইজের জন্য 3.9128 মিলিয়ন ইউয়ান সুবিধা তৈরি করতে পারে।

 

সারণী 2 প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশনের পরে বিভিন্ন লোডের অধীনে ক্রায়োজেনিক বায়ু বিচ্ছেদ প্ল্যান্টের উত্পাদন পরিস্থিতি

​

আইটেম	80% লোড	90% লোড	100% লোড	110% লোড	115% লোড
ফিডের পরিমাণ (কেএমএল/এইচ)	9850​	11000​	12150​	13300​	14000​
অক্সিজেন আউটপুট (কেএমএল/এইচ)	2180​	2450​	2750​	3020​	3130​
তরল অক্সিজেন আউটপুট (কেএমএল/এইচ)	2550​	2850​	3200​	3480​	3620​
তরল আর্গন আউটপুট (কেএমএল/এইচ)	95​	105​	120​	135​	145​

​