Mông phỏng quá trình công nghệ hóa học bằng HYSYS

- Hysys trong mô phỏng.
- LỜI GIỚI THIỆU Hiện nay trong lĩnh vực công nghệ h oá học có rất nhiều phần mềm mô phỏng của các công ty phần mềm đã được phát triển và sử dụng rộng rãi trong tính toán công nghệ, như: PRO/II, Dynsim (Simsci).
- S ự phát triển mạnh mẽ của công nghệ h oá học trong thế kỷ 21, đòi hỏi mỗi kỹ sư công nghệ cần phải hiểu và sử dụng thành thạo ít nhất một trong số các phần mềm mô phỏng phổ biến trên.
- HYSYS là công cụ mô phỏng công nghệ rất mạnh phục vụ cho nghiên cứu tính toán thiết kế công nghệ của các kỹ sư trên cơ sở hiểu biết về các quá trình công nghệ h oá học.
- HYSYS rất mạnh trong mô phỏng tĩnh .
- Ở mức độ cơ bản, việc hiểu biết và lựa chọn đúng các công cụ mô phỏng và các cấu tử cần thiết , cho phép mô hình hoá và mô phỏng các quá trình công nghệ một cách phù hợp và tin cậy.
- Điều quan trọng nhất là phải hiểu biết sâu sắc quá trình công nghệ trước khi bắt đầu thực hiện mô phỏng, bởi vì HYSYS ch ỉ là công cụ phục vụ cho mô phỏng tính toán công nghệ, nó không thể suy nghĩ thay cho các kỹ sư .
- HYSYS là chương trình mô phỏng công nghệ hóa học đang được sử dụng rộng rãi trong các trường đại học công nghệ.
- Quyển sách này sẽ giới thiệu cho sinh viên lần đầu tiên sử dụng HYSYS và có ít hoặc chưa có kinh nghiệm mô phỏng trên máy tính, và cng là giáo trình dành cho sinh viên năm thứ ba của các trường đại .
- học công nghệ, đồng thời quyển sách có thể sử dụng như một chỉ dn cho các khóa học cao hơn trong công nghệ hóa học, khi đó HYSYS như một công cụ mô phỏng để giải quyết các vấn đề công nghệ.
- HYSYS là chương trình mô phỏng rất phức tạp và vì thế trong một cuốn sách không thể đề cập đến tất cả các vấn đề.
- Quyển sách này đặt trọng tâm vào phần cơ bản của HYSYS, nhằm giúp cho những sinh viên lần đầu tiên làm quen với mô phỏng có thể nắm bắt được và dần dần sử dụng thành thạo trong tính toán thiết kế công nghệ.
- 3 Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ MÔ PHỎNG.
- Mục đích của mô phỏng.
- Bắt đầu mô phỏng.
- Vào môi trường mô phỏng.
- Thực hiện mô phỏng.
- Tiến hành mô phỏng b ơ m.
- Th ực hi ện mô phỏng quá trình tách pha.
- phần mềm tin h ọc, sự ra đời của các phần mềm mô phỏng, việc nghiên cứu tính toán thiết kế công nghệ bằng phương pháp mô phỏng đang ngày càng phát triển, đã trở nên phổ biến và chiếm ưu thế.
- Mô phỏng công nghệ bằng các phần mềm mô phỏng với sự trợ giúp của máy vi tính là giải pháp hiệu quả, toàn diện và cho kết quả tin cậy.
- Trong ngành công nghệ h oá học, mô phỏng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc nghiên cứu thiết kế công nghệ, phân tích, vận hành và tối ưu hoá hệ thống, điều khiển các quá trình công nghệ gần với các quá trình trong thực tế, và cả trong các nghiên cứu tính toán tối ưu h oá về mặt kinh tế của quá trình công nghệ.
- Chương trình mô phỏng nói chung bao gồm các thành phần sau.
- Các công cụ mô phỏng cho các thiết bị có thể có trong hệ thống công nghệ hoá học như: bơm, máy nén, tu ốcbin giãn nở khí, thiết bị tr ao đổi nhiệt, tháp tách hai pha và ba pha, chưng cất, hấp thụ, trộn dòng và chia dòng …Phần này có chứa các mô hình toán và thuật toán phục vụ cho quá trình tính toán các thông số của thiết bị và các thông số công nghệ của quá trình công nghệ được mô phỏng.
- Các công cụ mô phỏng các quá trình điều khiển (điều khiển nhiệt độ, điều khiển áp suất, điều khiển lưu lượng dòng, điều khiển mức chất lỏng.
- Chương trình điều hành chung toàn bộ hoạt động của các công cụ mô phỏng và ngân hàng dữ liệu.
- 5  Chương trình xử lý thông tin: lưu trữ, xuất, nhập, in… dữ liệu và kết quả tính t oán được từ quá trình mô phỏng.
- Hỗ trợ việc kết nối giữa các chương trình mô phỏng khác nhau, kết nối với các module xây dựng các thiết bị đặc biệt do người sử dụng tạo ra bằng các ngôn n gữ lập trình như Visual Basic, Visual C.
- HYSYS là phần mềm chuyên dụng để tính toán mô phỏng công nghệ chế biến dầu khí và công nghệ h oá học.
- HYSYS được thiết kế sử dụng cho hai trạng thái mô phỏng là mô phỏng động và mô phỏng tĩnh.
- Mô phỏng tĩnh (Steady Mode) được sử dụng để nghiên cứu thiết kế công nghệ cho một quá trình, tối ưu hoá các điều kiện công nghệ.
- Mô phỏng tĩnh được sử dụng để nghiên cứu thiết kế một quá trình công nghệ mới hoặc tính toán cải tiến, phát triển mở rộng quy mô một quá trình công nghệ sẵn có, đưa ra các phương án khác nhau để so sánh đánh giá nhằm tìm ra giải pháp tối ưu.
- Mô phỏng động (Dynamic Mode) dùng để mô phỏng thiết bị hay quá trình ở trạng thái đang vận hành liên tục có các thông số thay đổi theo thời gian, khảo sát sự thay đổi các đáp ứng của hệ thống theo sự thay đổi của một vài thông số công nghệ.
- Tr ạng thái mô phỏng động cho thấy sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ theo thời gian và có thể thiết lập cng như khắc phục các sự cố có thể xảy ra khi vận hành .
- HYSYS có một số lượng lớn các công cụ mô phỏng, hỗ trợ hiệu quả trong nghiên cứu mô phỏng, với giao diện thân thiện và dễ sử dụng, đặc biệt với những người bắt đầu làm quen với chương trình mô phỏng.
- Trình tự thực hiện mô phỏng theo các bước sau đây: 1.
- Xây dựng cơ sở mô phỏng.
- Chạy chương trình mô phỏng  Đọc kết quả.
- Trong phạm vi quyển sách này sẽ nghiên cứu tìm hiểu các thiết bị mô phỏng trong HYSYS, sử dụng các công cụ của HYSYS để mô phỏng một số quá trình công nghệ h oá học đơn giản, nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng sản phẩm.
- Chương cuối cùng sẽ đưa ra các bài tập vận dụng các kiến thức đã được cung cấp trong 12 chương trước đó để mô phỏng một số quá trình công nghệ hoá học từ đơn giản đến phức tạp.
- 8 Chương 2 BẮT ĐẦU VỚI HYSYS Nội dung  B ắt đầu làm việc với HYSYS, cách lựa chọn các cấu tử trong hỗn hợp nguyên liệu, và phương pháp lựa chọn hệ nhiệt động phù hợp cho mục đích mô phỏng .
- C ách vào và quay trở lại môi trường mô phỏng , làm quen với sơ đồ mô phỏng .
- C ách nhập dòng vật chất cho mô phỏng .
- Khởi động HYSYS  Lựa chọn các cấu tử trong thành phần hỗn hợp  Xác định và lự a chọn hệ nhiệt động phù hợp  Vào và quay trở lại môi trường mô phỏng.
- Tại giao diện ban đầu này sẽ thực hiện lựa chọn các cấu tử cần thiết và hệ nhiệt động phù hợp cho mô phỏng.
- Hệ nhiệt động có thể được lưu lại sau khi xác định và có thể sử dụng cho các mô phỏng khác khi cần đến.
- 10  Danh sách các cấu tử trong hỗn hợp được lưu trữ riêng bên ngoài hệ nhiệt động nên có thể sử dụng được cho các bài toán mô phỏng khác khi cần đến.
- Có thể sử dụng nhiều hệ nhiệt động trong cùng một chương trình mô phỏng .
- là giao diện thuộc tính cho phép thiết lập và điều khiển nhiều hệ nhiệt động hoặc danh sách các cấu tử trong hỗn hợp sử dụng trong mô phỏng.
- Bắt đầu mô phỏng Sử dụng một trong ba cách sau để bắt đầu một bài mô phỏng mới: c họn File/new/case , hoặc sử dụng phím tắt ctrl+N , hoặc bấm vào biểu tượng new case K hi đó giao diện.
- Nhập các cấu tử Bước đầu tiên khởi tạo cơ sở mô phỏng là nhập các cấu tử (đơn chất và hợp chất) sẽ có mặt trong chương trình mô phỏng.
- Để nhập các cấu tử cho mô phỏng.
- Chọn các cấu tử cần thiết cho chương trình mô phỏng từ danh sách .
- Sau khi đã nhập các cấu tử cần thiết vào danh sách, lưu vào một thư mục xác định trước khi tiếp tục quá trình mô phỏng.
- Lựa chọn Hệ n hiệt động (F luids Package) Sau khi nhập các cấu tử cho mô phỏng, tiếp theo là lựa chọn Hệ Nhiệt động ( Fluid Package ) cho mô phỏng.
- Fluid Package được sử dụng để tính toán dòng và các tính chất nhiệt động của các cấu tử và hỗn hợp trong quá trình mô phỏng (v í d ụ như enthalpy , entropy, tỷ trọng, cân bằng lỏng - hơi.
- V ì thế việc lựa chọn hệ nhiệt động phù hợp có ý nghĩa rất quan trọng , là cơ sở để tính toán mô phỏng cho kết quả đúng .
- Property Package Soave-Redlich-Kwong (SRK) Components n-butane Khi đã hoàn thành, bấm vào phím Enter Simulation Environment , bây giờ đã sẵn sàng để bắt đầu mô phỏng.
- Khi đã hoàn thành, bấm vào phím Enter Simulation Environment , bây giờ đã sẵn sàng để bắt đầu mô phỏng.
- Sau khi so sánh phải xóa C 7 & C 8 để bắt đầu mô phỏng.
- Thiết lập máy nén  Có một vài cách để khởi tạo thiết bị mô phỏng (xem chi tiết chương 4): Bấm phím nóng F12 .
- để mô phỏng quá trình nén.
- T hực hành với expander trong HYSYS để mô phỏng quá trình giãn khí .
- để mô phỏng quá trình giãn khí trong HYSYS  Xác định công suất gi ãn khí và nhiệt độ của dòng ra .
- Th ực hi ện mô phỏng quá trình tách pha 1.
- khi đã sẵn sàng thực hiện mô phỏng.
- Chọn Save As  Đặt tên file là Flash sau đó bấm OK Khi hoàn thành mô phỏng quá trình tách hai pha nhận được sơ đồ PFD như trong hình 8.9.
- Sơ đồ mô phỏng PFD 8.3.
- Separator trong HYSYS được sử dụng để mô phỏng quá trình tách hai pha lỏng và hơi.
- Mô phỏng thiết bị và phản ứng chuyển h oá trong HYSYS.
- Xác định cơ sở mô phỏng Bước đầu tiên để mô phỏng quá trình sản xuất hydro là chọn phương trìn h trạng thái thích hợp.
- khi đã sẵn sàng thực hiện mô phỏng .
- Thiết lập các phản ứng.
- mô phỏng.
- Các phản ứng được nhập.
- Thiết lập cho các phản ứng nối tiếp 4.
- N hư vậy có thể mở lại FP này ở bất kỳ bài toán mô phỏng nào khác trong HYSYS khi FP này phù hợp .
- Khi các phản ứng cài đặt đã được gắn vào Fluid Package , có thể vào môi trường mô phỏng và bắt đầu xây dựng PFD .
- phản ứng .
- Hình 9.10.
- Equilibrium Reactor là thiết bị mô phỏng trong đó thực hiện các phản ứng cân bằng ( equilibrium reactio n).
- Mô phỏng thiết bị và phản ứng cân bằng trong HYSYS.
- Thiết lập phản ứng.
- phản ứng Reactions property.
- chứa các phản ứng mới.
- và bắt đầu xây dựng mô phỏng.
- tạo thiết bị phản ứng.
- Thực hiện mô phỏng Sử dụng HYSYS tạo flowsheet.
- để mô phỏng quá trình.
- trong HYSYS để mô phỏng 3.
- Thực hiện mô phỏng 1.
- Hệ số tương tác bậc hai Case  tên gọi chung một bài mô phỏng .
- Dynamic Modelling  mô phỏng động, mô phỏng thiết bị hoặc công nghệ đang trong quá trình vận hành liên tục có sự thay đổi của các thông số công nghệ theo thời gian .
- lưu trình, biểu diễn sơ đồ công nghệ được mô phỏng trong PFD.
- Mô hình thiết kế mô phỏng thiết bị trao đổi nhiệt tuyến tính, U = const, C p = const.
- Mô hình thiết kế mô phỏng thiết bị trao đổi nhiệt phi tuyến, ngược chiều.
- bảng có biểu tượng các công cụ mô phỏng .
- sơ đồ công nghệ được mô phỏng trong môi trường mô phỏ ng.
- môi trường thực hiện mô phỏng PFD .
- Steady State Modelling  mô phỏng tĩnh, nghiên cứu mô phỏng quá trình công nghệ

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt