نیما غلامی -کنفرانس سوخت و احتراق
- 1. ﺷﺸﻤﯿﻦاﯾﺮان اﺣﺘﺮاق و ﺳﻮﺧﺖ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ
ﻣﺸﻬﺪ-داﻧﺸﮕﺎهﻣﺸﻬﺪ ﻓﺮدوﺳﯽ-ﻣﺎه ﺑﻬﻤﻦ1394
1
ﻣﺪﻟﺴﺎزيﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮرهﮔﺎزﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪﮔﻮﮔﺮد ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ واﺣﺪاز اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺎ
ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﯽ ﺳﯿﺎﻻت دﯾﻨﺎﻣﯿﮏ
ﻧﻮروزي ﻫﺎدي1*،ﺻﺎﻟﺤﯽ ﻣﺤﻤﺪﻋﻠﯽ2
،ﮐﻮﻫﯽ دادوﻧﺪ اﺣﻤﺪ3
،ﺟﻮدﮐﯽ اﻟﻪ ﻋﺰت4
،ﻏﻼﻣﯽ ﻧﯿﻤﺎ1
اﯾﺮان ،ﮔﯿﻼن ،رﺷﺖ ،ﮔﯿﻼن داﻧﺸﮕﺎه ،ﻓﻨﯽ داﻧﺸﮑﺪه ،ﺷﯿﻤﯽ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﮔﺮوه
)*ﻧﻮروزي ﻫﺎدي:hnorouzi2015@gmail.com(
ﭼﮑﯿﺪه
ﻓﻣﻮرد ﮔﺎز و ﻧﻔﺖ ﻫﺎي ﭘﺎﻻﯾﺸﮕﺎه در ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ از ﻏﻨﯽ ﮔﺎزي ﻫﺎي ﺟﺮﯾﺎن از ﮔﻮﮔﺮد ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺑﺮاي ﮐﻼوس ﺮآﯾﻨﺪ
ﻧﻔﺘﯽ ﻫﺎي ﺑﺮش ﻫﯿﺪروژﻧﯽ ﺗﺼﻔﯿﻪ واﺣﺪﻫﺎي در ﻋﻤﺪﺗﺎ ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ،ﻧﻔﺖ ﻫﺎي ﭘﺎﻻﯾﺸﮕﺎه در .ﮔﯿﺮد ﻣﯽ ﻗﺮار اﺳﺘﻔﺎده
د .ﺷﻮد ﻣﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪﯾﮏ ﺗﺤﻘﯿﻖ اﯾﻦ رﮐﻮرهﺻﻨﻌﺘﯽﺗﺒﺪﯾﻞﺑﺎ ﻧﻔﺖ ﻫﺎي ﭘﺎﻻﯾﺸﮕﺎه از ﯾﮑﯽ در واﻗﻊ ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ﮔﺎز
اﻧﺘﻘﺎل ﭘﺪﯾﺪه ﺳﻪ ﻫﺮ رآﮐﺘﻮر ﺗﻮﺻﯿﻒ ﺑﺮاي .اﺳﺖ ﺷﺪه ﻣﺪل ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﯽ ﺳﯿﺎﻻت دﯾﻨﺎﻣﯿﮏ ﺗﮑﻨﯿﮏ از اﺳﺘﻔﺎدهﺗﮑﺎﻧﻪو ﺣﺮارت ،
ﺟﺮمﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻫﺎي واﮐﻨﺶ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ وﺗﻮﺻﯿ ﺑﺮاي و اﺳﺖ ﺷﺪه ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻧﻈﺮ درﺗﻮرﺑﻮﻻﻧﺲ ﻣﺪل از آﺷﻔﺘﮕﯽ ﻒk-εاﺳﺘﻔﺎده
.اﺳﺖ ﺷﺪه،ﺳﺮﻋﺖ ﮐﺎﻧﺘﻮرﻫﺎي و اﺳﺖ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺻﻮرت ﻓﻠﻮﺋﻨﺖ ﺗﺠﺎري ﮐﺪ از اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺎ ﺑﻘﺎ ﻣﻌﺎدﻻت ﺣﻞدﻣﺎاﺟﺰاء ﻏﻠﻀﺖ و
.اﺳﺖ آﻣﺪه دﺳﺖ ﺑﻪ رآﮐﺘﻮر داﺧﻞ در ﮐﻠﯿﺪيﺻﻨﻌﺘﯽ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺑﺎ ﺳﺎزي ﺷﺒﯿﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞ از ﺧﺮوﺟﯽ ﻣﺤﺼﻮﻻت ﻣﻮﻟﯽ ﺟﺰء ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ
دﻫﺪ ﻣﯽ ﻧﺸﺎن.ﮐﻨﻨﺪ ﺑﯿﻨﯽ ﭘﯿﺶ ﺧﻮﺑﯽ ﺗﻘﺮﯾﺐ ﺑﺎ را رآﮐﺘﻮر رﻓﺘﺎر اﻧﺪ ﺗﻮاﻧﺴﺘﻪ رﻓﺘﻪ ﮐﺎر ﺑﻪ ﻫﺎي ﻣﺪل ﮐﻪ
واژه:ﮐﻠﯿﺪي ﻫﺎيﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮرهﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﯽ ﺳﯿﺎﻻت دﯾﻨﺎﻣﯿﮏ ،ﮐﻼوس ،ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ،
1-ﻣﻘﺪﻣﻪ
ﻓﺮآﯾﻨﺪﮔﻮﮔﺮد ﺑﻪ ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ﮔﺎز ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﺮاي ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﺮﯾﻦ ﻣﻬﻢ ،ﮐﻼوس ﺷﺪه اﺻﻼح.اﺳﺖﺷﮑﻞ در ﻓﺮآﯾﻨﺪ اﯾﻦ دﯾﺎﮔﺮام
1.اﺳﺖ ﺷﺪه اراﺋﻪ.ﮐﻨﺪ ﻣﯽ ﮐﺎر ﭘﺎﺋﯿﻦ ﻓﺸﺎر در ﮐﻪ اﺳﺖ اﺣﺘﺮاق ﻣﺤﻔﻈﻪ ﯾﮏ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮرهاﺣﺘﺮاق ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻮاد دﯾﮕﺮ ﻫﻤﺮاه ﺑﻪ ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ
واردﮐﻮرهﻣ ﺗﻮﻟﯿﺪ آب ﺑﺨﺎر و ﮔﻮﮔﺮد اﮐﺴﯿﺪ دي ،اﺣﺘﺮاق ﻧﻮع از و ﮔﺮﻣﺎزا ﺷﺪﯾﺪا واﮐﻨﺸﯽ اﻧﺠﺎم از ﭘﺲ و ﺷﻮﻧﺪ ﻣﯽ.ﺷﻮد ﯽدر ﮐﻪ ﮔﻮﻧﻪ ﻫﻤﺎن
ﺷﮑﻞ1اﺳﺖ ﺷﺪه داده ﻧﺸﺎن،ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺑﺮاي اﺣﺘﺮاق ﻫﺎي واﮐﻨﺶ از ﺣﺎﺻﻞ ﮔﺮﻣﺎي از ﮐﻪ دارد ﻗﺮار ﮔﺮﻣﺎ ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ ﺑﻮﯾﻠﺮ ،ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره از ﺑﻌﺪ
.ﮐﻨﺪ ﻣﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺨﺎرآبدو وارد ﮔﺮﻣﺎ ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ ﺑﻮﯾﻠﺮ ﺗﺮك از ﺑﻌﺪ اﺣﺘﺮاق از ﺣﺎﺻﻞ ﮔﺎزﻫﺎيﺳﻪ ﯾﺎ وﺷﻮﻧ ﻣﯽ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺘﯽ ﺑﺴﺘﺮآن در ﮐﻪ ﺪ
.ﺷﻮد ﻣﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻋﻨﺼﺮي ﮔﻮﮔﺮد
ﺳﯿﻨﺘﯿﮑ ﻣﺪﻟﺴﺎزي ﮐﻪ اﯾﻦ رﻏﻢ ﻋﻠﯽﯽﻣﺤﻘﻘ ﺗﻮﺳﻂ ﺑﺎر ﭼﻨﺪﯾﻦ ﻓﺮآﯾﻨﺪ اﯾﻦﺳﺎزي ﺷﺒﯿﻪ اﻣﺎ ،اﺳﺖ ﺷﺪه اﻧﺠﺎم ﯿﻦCFDدر
.اﺳﺖ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺻﻮرت ﻧﺪرت ﺑﻪ زﻣﯿﻨﻪ اﯾﻦﻣﻮﻧﺮيﻫﻤﮑﺎران و]1[ﺳﺎل در1993ﻣﻘﯿﺎس در را ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﺳﯿﻨﺘﯿﮑﯽ ﻣﺪﻟﺴﺎزي
ﻫﺪف ﺑﺎ ﺻﻨﻌﺘﯽ.دادﻧﺪ اﻧﺠﺎم رآﮐﺘﻮر ﺧﺮوﺟﯽ در ﻣﺤﺼﻮﻻت ﻣﯿﺰان ﺑﺮآوردﺳﺎل در1998ﻫﻤﮑﺎران و ﮐﺎران ،]2[ﻣﺪﻟﺴﺎزي
ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻫﺪف ﺑﺎ را ﺳﯿﻨﺘﯿﮑﯽCOS.ﮐﺮدﻧﺪ دﻧﺒﺎلﻫﻤﮑﺎران و زاده اﺑﺮاﻫﯿﻢ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ]3[ﺳﺎل در2009ﺗﺠﺮﺑﯽ ﻣﺪل از اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺎ
ﻫﻤﮑﺎران و اﺳﻔﻨﺪﯾﺎري .اﻧﺪ ﮐﺮده ﻣﺪل را ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ،وﺳﺘﺮن]4[ﻣﺪﻟﺴﺎزي ﭘﺮوﻣﺎﮐﺲ اﻓﺰار ﻧﺮم از اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺎ را ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﻧﯿﺰ
۱-ﮔﯿﻼن داﻧﺸﮕﺎه ،ﺷﯿﻤﯽ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ارﺷﺪ ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳﯽ داﻧﺸﺠﻮي
2-،ﺷﯿﻤﯽ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﮔﺮوه اﺳﺘﺎدﯾﺎرداﻧﺸﮕﺎهﮔﯿﻼن
3-ﮔ اﺳﺘﺎدﯾﺎر،ﺷﯿﻤﯽ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﺮوهداﻧﺸﮕﺎهﮔﯿﻼن
4-اراك داﻧﺸﮕﺎه ،ﺷﯿﻤﯽ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﮔﺮوه داﻧﺸﯿﺎر
- 2. ﺷﺸﻤﯿﻦاﯾﺮان اﺣﺘﺮاق و ﺳﻮﺧﺖ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ
ﻣﺸﻬﺪ-داﻧﺸﮕﺎهﻣﺸﻬﺪ ﻓﺮدوﺳﯽ-ﻣﺎه ﺑﻬﻤﻦ1394
2
.اﻧﺪ ﮐﺮدهﻫﻤﮑﺎران و آﺑﺎد ﻣﺎل ﺟﻮادي ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ]5[ﺗﮑﻨﯿﮏ ﺑﺎ را ﮔﺎز ﭘﺎﻻﯾﺸﮕﺎه ﯾﮏ ﮔﻮﮔﺮد ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ واﺣﺪ ﺳﻮز زﺑﺎﻟﻪCFDﺷﺒﯿﻪ
.اﻧﺪ ﮐﺮده ﺳﺎزي
ﺷﮑﻞ1ﮔﻮﮔﺮد ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ واﺣﺪ ﻓﺮآﯾﻨﺪي دﯾﺎﮔﺮام .]1[.RFﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره :؛WHBﺑﻮﯾﻠﺮ :؛3, R2, R1Rرآﮐﺘﻮرﻫﺎي :ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺘﯽﮐﻼوس؛
4, C3, C2, C1Cﮔﻮﮔﺮد ﮐﻨﺪاﻧﺴﻮر :
دﯾﻨﺎﻣﯿﮏ ﺗﮑﻨﯿﮏ از اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺎ ﻧﻔﺖ ﻫﺎي ﭘﺎﻻﯾﺸﮕﺎه از ﯾﮑﯽ در واﻗﻊ ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ﮔﺎز ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﺗﺤﻘﯿﻖ اﯾﻦ در
ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﯽ ﺳﯿﺎﻻتﺑﻌﺪي دو ﺻﻮرت ﺑﻪﻣﺪلﺻ ﭘﻠﻨﺖ اﻃﻼﻋﺎت از .ﺷﺪ ﺧﻮاﻫﺪﺟﻬﺖ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ و ﻣﺮزي ﺷﺮاﯾﻂ ﻋﻨﻮان ﺑﻪ ﻨﻌﺘﯽ
.اﺳﺖ ﺷﺪه اﺳﺘﻔﺎده ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺑﻪ اﻋﺘﺒﺎردﻫﯽ
2-ﻣﺪﻟﺴﺎزي
ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ﮔﺎز ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﻣﺪﻟﺴﺎزيو ﺑﻌﺪي دو ﺻﻮرت ﺑﻪاﻧﺘﻘﺎل ﭘﺪﯾﺪه ﺳﻪ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻧﻈﺮ در ﺑﺎﺗﮑﺎﻧﻪﺟﺮم و ﺣﺮارت ،
.اﺳﺖ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺻﻮرت اﺣﺘﺮاق ﻫﺎي واﮐﻨﺶ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ و
2-1-ﺑﻘﺎيﺗﮑﺎﻧﻪ
ﭘﺎﯾﺴﺘﺎريﺗﮑﺎﻧﻪﻣﻌﺎدﻻت ﺷﺮح ﺑﻪ1اﻟﯽ5.اﺳﺖﻣﻌﺎدﻻت1و2ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ رﯾﻨﻮﻟﺪز اﺳﺘﻮﮐﺲ ﻧﺎوﯾﻪ ﻣﻌﺎدﻻت(RANS)
.ﻫﺴﺘﻨﺪﺗﻮﺻﯿﻒ ﺑﺮايﻣﻌﺎدﻟﻪ در آﺷﻔﺘﮕﯽﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ اﺣﺘﺮاق راﮐﺘﻮر در ﺗﮑﺎﻧﻪ ﭘﺎﯾﺴﺘﺎريازﺑﻮزﯾﻨﺴﮏ ﻓﺮض]7[وﻣﺪلk-ε
.اﺳﺖ ﺷﺪه اﺳﺘﻔﺎده
)1(0)(
i
i
u
xt
)2()(
3
2
)()(
______
ji
jl
l
ij
i
j
j
i
ji
ji
j
i uu
xx
u
x
u
x
u
xx
P
uu
x
u
t
)3(ij
k
k
t
i
j
j
i
tji
x
u
k
x
u
x
u
uu
3
2______
- 3. ﺷﺸﻤﯿﻦاﯾﺮان اﺣﺘﺮاق و ﺳﻮﺧﺖ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ
ﻣﺸﻬﺪ-داﻧﺸﮕﺎهﻣﺸﻬﺪ ﻓﺮدوﺳﯽ-ﻣﺎه ﺑﻬﻤﻦ1394
3
)4(mbk
jk
t
j
i
i
YGG
x
k
x
ku
x
k
t
)()()(
)5(
k
CGCG
k
C
xx
u
xt
ebeke
j
t
j
i
i
2
231 )()()()(
،ﻓﻮق ﻣﻌﺎدﻟﻪ درiuوjuراﺳﺘﺎي در ﺳﺮﻋﺖ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺑﻪiوj.اﺳﺖρو ،داﻧﺴﯿﺘﻪµا ﺳﯿﺎل وﯾﺴﮑﻮزﯾﺘﻪ.ﺳﺖtµوﯾﺴﮑﻮزﯾﺘﻪ
و ﺗﻮرﺑﻮﻻﻧﺲijδ.اﺳﺖ ﯾﮑﻪ ﺗﺎﻧﺴﻮرkGآﺷﻔﺘﮕﯽ از ﻧﺎﺷﯽ ﺟﻨﺒﺸﯽ اﻧﺮژي ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻧﺮخ،mYاز ﻧﺎﺷﯽ اﺗﻼف ﺑﻪ ﻣﺮﺑﻮط ﭘﺎراﻣﺘﺮاﻧﺒﺴﺎطو
bGﺷﻨﺎوري از ﻧﺎﺷﯽ ﺟﻨﺒﺸﯽ اﻧﺮژي ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻧﺮخ.اﺳﺖ1eC،2eCو3eCو ﺛﺎﺑﺖ ﻣﻘﺎدﯾﺮkσوεσﺑﺮاي ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺑﻪ آﺷﻔﺘﮕﯽ ﭘﺮاﻧﺘﻞ ﻋﺪد
kوεﻫﺴﺘ.ﻨﺪkﻧﺎﺷ ﺟﻨﺒﺸﯽ اﻧﺮژيﯽو آﺷﻔﺘﮕﯽ ازε.اﺳﺖ آن اﺗﻼف ﻧﺮخ]9[
2-2-اﻧﺮژي ﺑﻘﺎي
ﭘﺎﯾﺴﺘﮕﯽ ﻣﻌﺎدﻟﻪﺷﺮح ﺑﻪ اﻧﺮژيﻣﻌﺎدﻻت6اﻟﯽ9:اﺳﺖ
)6(
heffjj jeff SvJhTkpEvE
t
).(.))(.()(
)7(
2
2
vp
hE
)8(
P
hYh j
j
j
)9(dTch
T
T
jpj
reff
,
ﺑ ﻣﻌﺎدﻻت درﺎﻻ،E،ﮐﻞ اﻧﺮژيv،ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺮدارeffk،ﻣﻮﺛﺮ ﻫﺪاﯾﺖh،آﻧﺘﺎﻟﭙﯽP،ﻓﺸﺎرp,jcﺟﺰء وﯾﮋه ﺣﺮارﺗﯽ ﻇﺮﻓﯿﺖj،
tkو ﺗﻮرﺑﻮﻻﻧﺲ ﺣﺮارﺗﯽ ﻫﺪاﯾﺖiJ
ﮔﻮﻧﻪ ﻧﻔﻮذي ﺷﺎرj،hSو واﮐﻨﺶ از ﺣﺎﺻﻞ ﮔﺮﻣﺎيjYﮔﻮﻧﻪ ﺟﺮﻣﯽ ﮐﺴﺮj.اﺳﺖ]8[
2-3-ﺟﺮم ﺑﻘﺎي
ﮔ ﺑﻘﺎي ﻣﻌﺎدﻟﻪ:اﺳﺖ ذﯾﻞ ﺷﺮح ﺑﻪ ﻫﺎ ﻮﻧﻪ
)10(
iiii RJYvY
t
.).()(
آن در ﮐﻪiRﮔﻮﻧﻪ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻧﺮخiﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ واﮐﻨﺶ از ﻧﺎﺷﯽ،vﺳﺮﻋﺖ ﺑﺮدار،وjYﮔﻮﻧﻪ ﺟﺮﻣﯽ ﮐﺴﺮj.اﺳﺖ]8[
- 4. ﺷﺸﻤﯿﻦاﯾﺮان اﺣﺘﺮاق و ﺳﻮﺧﺖ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ
ﻣﺸﻬﺪ-داﻧﺸﮕﺎهﻣﺸﻬﺪ ﻓﺮدوﺳﯽ-ﻣﺎه ﺑﻬﻤﻦ1394
4
2-4-ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻫﺎي واﮐﻨﺶ
ﺟﺪول در اﻓﺘﺪ ﻣﯽ اﺗﻔﺎق واﮐﻨﺶ ﮐﻮره در ﮐﻪ اﺻﻠﯽ ﻫﺎي واﮐﻨﺶ ﻟﯿﺴﺖ1.ﺷﻮد ﻣﯽ ﻣﺸﺎﻫﺪهr،واﮐﻨﺶ ﻧﺮخAﺛﺎﺑﺖ
و آرﻧﯿﻮسaE،ﻓﻌﺎﻟﺴﺎزي اﻧﺮژيCاﺟﺰا ﻏﻠﻈﺖ،Tواﮐﻨﺶ دﻣﺎيوRاز ﮔﺎزﻫﺎ ﻣﺨﻠﻮط ﺗﻮﺻﯿﻒ ﺑﺮاي .ﻫﺎﺳﺖ ﮔﺎز ﺟﻬﺎﻧﯽ ﺛﺎﺑﺖ
.ﺷﺪ اﺳﺘﻔﺎده راﺑﯿﻨﺴﻮن ﭘﻨﮓ ﺣﺎﻟﺖ ﻣﻌﺎدﻟﻪ
ﺟﺪول1ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﻫﺎي واﮐﻨﺶ ﻟﯿﺴﺖ .]6[
ﺳﺮﻋﺖ ﻣﻌﺎدﻟﻪواﮐﻨﺶردﯾﻒ
5.0
22
.)exp( SSH
a
CC
RT
E
Ar
222
2
1
SHSH 1
22
.)exp( SH
a
CC
RT
E
Ar
SHSH 222
2
1
2
5.0
22
.)exp( SOSH
a
CC
RT
E
Ar
OHSSOSH 2222 2
2
3
2 3
5.1
22
.)exp( OSH
a
CC
RT
E
Ar
OHSOOSH 2222
2
3
4
3-ﺳﺎزي ﺷﺒﯿﻪ
3-1-ﻋﺪدي ﺣﻞ اﻟﮕﻮرﯾﺘﻢ و ﺳﺎزي ﺷﺒﯿﻪ ﮐﺪ
دﯾ ﻣﻌﺎدﻻتاﻟﮕﻮي از اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺎ ﻔﺮاﻧﺴﯿﻞupwindﻧﺴﺨﻪ ﻓﻠﻮﺋﻨﺖ ﺗﺠﺎري ﮐﺪ از ﻫﺎ آن ﺣﻞ ﺑﺮاي و اﻧﺪ ﺷﺪه ﮔﺴﺴﺘﻪ15و
اﻟﮕﻮرﯾﺘﻢSIMPLEﺣﻠﮕﺮ وAxisymmetric.اﺳﺖ ﺷﺪه اﺳﺘﻔﺎده
3-2-ﻫﻨﺪﺳﻪﮐﻮرهﺑﻨﺪي ﻣﺶ و
ﻫﻨﺪﺳﻪﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮرهﺑﻌﺪي دوواﺑﻌﺎد ﺑﺎ10.5×1.775mﻣ اﺑﻌﺎد اﯾﻦ .اﺳﺖ ﺷﺪه ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻧﻈﺮ درﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﯾﮏ ﺑﻪ ﺘﻌﻠﻖ
.اﺳﺖ ﻧﻔﺖ ﻫﺎي ﭘﺎﻻﯾﺸﮕﺎه از ﯾﮑﯽ در واﻗﻊ ﺻﻨﻌﺘﯽﺑﻨﺪي ﻣﺶ و ﻫﻨﺪﺳﻪ رﺳﻢ ﺑﺮايرآﮐﺘﻮرﻧﺴﺨﻪ ﮔﻤﺒﯿﺖ اﻓﺰار ﻧﺮم از2,4,6
.اﺳﺖ ﺷﺪه اﺳﺘﻔﺎدهﺑﺮ ﻣﺸﺘﻤﻞ ﺷﺪه اﯾﺠﺎد ﻣﺶ1886و ﺳﻠﻮل2012.اﺳﺖ ﮔﺮه)ﺷﮑﻞ2(
ﺷﮑﻞ2ﺑﻨﺪي ﻣﺶ و ﻫﻨﺪﺳﻪ .ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره
3-3-ﺷﺮاﯾﻂﻋﻤﻠﯿﺎﺗﯽ
ﺷﺮاﯾﻂﻋﻤﻠﯿﺎﺗﯽﺟﺪول در2.اﺳﺖ ﺷﺪه اراﺋﻪ
ﺟﺪول2.ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﻋﻤﻠﯿﺎﺗﯽ ﺷﺮاﯾﻂ
ردﯾﻒﻣﺘﻐﯿﺮﻣﻘﺪار
1ﺗﺮش ﮔﺎز دﺑﯽ(kmol/hr)542,29
2ﻫﻮا دﺑﯽ(kmol/hr)1246,74
3ﻣﻮﻟﯽ درﺻﺪS2Hورودي ﮔﺎز در0,8873
4ورودي ﮔﺎز دﻣﺎي(K)300
- 5. ﺷﺸﻤﯿﻦاﯾﺮان اﺣﺘﺮاق و ﺳﻮﺧﺖ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ
ﻣﺸﻬﺪ-داﻧﺸﮕﺎهﻣﺸﻬﺪ ﻓﺮدوﺳﯽ-ﻣﺎه ﺑﻬﻤﻦ1394
5
4-ﻧﺘﺎﯾﺞ و ﺑﺤﺚ
ﮐﺎﻧﺘﻮرﻫﺎيﮔﺮﻣ ،ﺳﺮﻋﺖﻏﻠﻈﺖ و دﻣﺎ ،واﮐﻨﺶ ﺎيﮔﻮﮔﺮد اﮐﺴﯿﺪ دي و ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪﻫﺎي ﺷﮑﻞ در3ﺗﺎ7ﺷﺪه اراﺋﻪ
.اﺳﺖ
ﺷﮑﻞ3ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره در ﺳﺮﻋﺖ ﮐﺎﻧﺘﻮرﻫﺎي .
ﺷﮑﻞ4ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره در واﮐﻨﺶ ﮔﺮﻣﺎي ﻫﺎي ﮐﺎﻧﺘﻮر .
ﺷﮑﻞ5ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره در دﻣﺎ ﻫﺎي ﮐﺎﻧﺘﻮر .
ﺷﮑﻞ6ﻣﻮﻟﯽ ﺻﺪ در ﻫﺎي ﮐﺎﻧﺘﻮر .S2Hﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره در
- 6. ﺷﺸﻤﯿﻦاﯾﺮان اﺣﺘﺮاق و ﺳﻮﺧﺖ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ
ﻣﺸﻬﺪ-داﻧﺸﮕﺎهﻣﺸﻬﺪ ﻓﺮدوﺳﯽ-ﻣﺎه ﺑﻬﻤﻦ1394
6
ﺷﮑﻞ7ﻣﻮﻟﯽ درﺻﺪ ﻫﺎي ﮐﺎﻧﺘﻮر .2SOﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره در
ﺷﮑﻞ از ﮐﻪ ﮔﻮﻧﻪ ﻫﻤﺎن4ﺷﻮد ﻣﯽ آزاد ﺷﻌﻠﻪ ﻧﺎﺣﯿﻪ ﻫﻤﺎن در واﮐﻨﺶ ﮔﺮﻣﺎي ﻋﻤﺪه ﺑﺨﺶ ﺷﻮد ﻣﯽ اﺳﺘﻨﺒﺎط.ﺑﺎ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ
ﺷﮑﻞ ﺑﻪ ﺗﻮﺟﻪ6ﺑﻪ ﺳﺮﯾﻌﺎ راﮐﺘﻮر اﺑﺘﺪاﯾﯽ ﻧﺎﺣﯿﻪ ﻫﻤﺎن در راﮐﺘﻮر ﺑﻪ ورود از ﭘﺲ ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ﮔﺎزﺗﺒﺪﯾﻞ ﮔﻮﮔﺮد اﮐﺴﯿﺪ دي
ﺷﻮد ﻣﯽ)ﺷﮑﻞ7(.ﺷﮑﻞ ﺑﻪ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﺎ6ﻏﻠﻈﺖ2Sﻧﺎﺣﯿﻪ از ﻏﯿﺮ ﺑﻪﺷﻌﻠﻪ.اﺳﺖ ﺛﺎﺑﺖ ﮐﻮره ﻧﻘﺎط دﯾﮕﺮ درﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ﺳﺮﯾﻊ ﺗﺒﺪﯾﻞ
)ﺷﮑﻞ ورودي ﻧﺎﺣﯿﻪ در ﻫﯿﺪروژن6و ﻫﻮا اﺧﺘﻼط ﮐﻪ اﺳﺖ ﻣﻄﻠﺐ اﯾﻦ ﮔﻮﯾﺎي (ﮐﻪ اﺳﺖ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺻﻮرت ﺧﻮﺑﯽ ﺑﻪ ﺗﺮش ﮔﺎز
ﮐﺎﻧﺘﻮرﻫﺎيﺷﮑﻞ در ﮐﻪ ﺳﺮﻋﺖ3را آﻣﯿﺨﺘﮕﯽ اﯾﻦ ﻧﯿﺰ اﺳﺖ ﺷﺪه اراﺋﻪورودي ﻧﺎﺣﯿﻪ در ﺧﺼﻮﺻﺎ.ﮐﻨﺪ ﻣﯽ ﺗﺎﯾﯿﺪ ﺧﻮﺑﯽ ﺑﻪ
ﺷﮑﻞ در ﮐﻪ ﻃﻮر ﻫﻤﺎن ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ5.اﺳﺖ ﺷﺪه ﺗﺜﺒﯿﺖ دﯾﻮاره و ﺧﺮوﺟﯽ ﺑﻪ رو ﮐﻮره دﻣﺎي ﺷﻮد ﻣﯽ ﻣﺸﺎﻫﺪه
ﺷﮑﻞ8.دﻫﺪ ﻣﯽ ﻧﺸﺎن ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﻣﺤﻮر روي را ﻫﺎ واﮐﻨﺶ از ﻧﺎﺷﯽ ﮔﺮﻣﺎي آزادﺳﺎزي ﻧﺮخﺷﮑﻞ اﯾﻦ درﭘﯿﮏاول
ردﯾﻒ )واﮐﻨﺶ ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن واﮐﻨﺶ ﺑﻪ ﻣﺮﺑﻮط4ﺟﺪول در1.اﺳﺖ واﮐﻨﺶ ﭼﻬﺎر ﻫﺮ ﺑﻪ ﻣﺮﺑﻮط دوم ﭘﯿﮏ و (
واﮐﻨﺶ ﺳﻪ از ﺗﺮ ﺑﯿﺶ ﻣﺮاﺗﺐ ﺑﻪ ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ اﺣﺘﺮاق و اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن از ﻧﺎﺷﯽ ﮔﺮﻣﺎي اﺳﺖ ﺷﺪه داده ﻧﺸﺎن ﮐﻪ ﮔﻮﻧﻪ ﻫﻤﺎن
واﮐﻨﺶ اﯾﻦ ﭘﯿﮏ ﮐﻪ ﭼﺮا .اﺳﺖ دﯾﮕﺮﻋ ﮐﻪ،دﻫﺪ ﻣﯽ رخ ﮐﻮره اول ﻧﯿﻤﻪ در ﻤﺪﺗﺎﻧﯿﻤﻪ در ﮐﻪ دﯾﮕﺮ واﮐﻨﺶ ﺳﻪ ﭘﯿﮏ از ﺗﻨﻬﺎﯾﯽ ﺑﻪ
.اﺳﺖ ﺑﻠﻨﺪﺗﺮ ،اﻓﺘﺪ ﻣﯽ اﺗﻔﺎق راﮐﺘﻮر دوم
ﺷﮑﻞ8ﻧﺮخ .آزادﺳﺎزيﻣﺤﻮر روي واﮐﻨﺶ ﮔﺮﻣﺎيﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره
ﺷﮑﻞ9ﻣﻮﻟﯽ درﺻﺪ ﻧﯿﺰ2Sﻧﺸﺎن ﺷﮑﻞ اﯾﻦ در ﮐﻪ ﻃﻮر ﻫﻤﺎن .دﻫﺪ ﻣﯽ ﻧﺸﺎن ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﻣﺤﻮر روي راﺑﺎ اﺳﺖ ﺷﺪه داده
ﻣﻮﻟﯽ درﺻﺪ ،رآﮐﺘﻮر اﻧﺘﻬﺎي ﺳﻤﺖ ﺑﻪ ﭘﯿﺸﺮوي2S.ﺑﺮﺳﺪ ﺧﺮوﺟﯽ در ﻣﻄﻠﻮب ﻣﻘﺪار ﺑﻪ ﺗﺎ ﯾﺎﺑﺪ ﻣﯽ اﻓﺰاﯾﺶ
- 7. ﺷﺸﻤﯿﻦاﯾﺮان اﺣﺘﺮاق و ﺳﻮﺧﺖ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ
ﻣﺸﻬﺪ-داﻧﺸﮕﺎهﻣﺸﻬﺪ ﻓﺮدوﺳﯽ-ﻣﺎه ﺑﻬﻤﻦ1394
7
ﺷﮑﻞ9ﻣﻮﻟﯽ درﺻﺪ .2Sﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﻣﺤﻮر روي
ﺷﻤﺎره ﺟﺪول در ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺑﺎ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﺧﺮوﺟﯽ در ﺟﺰ ﺳﻪ ﻏﻠﻈﺖ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ و راﮐﺘﻮر از ﺧﺮوﺟﯽ ﻫﺎي ﮔﺎز دﻣﺎي3و
ﺷﮑﻞ10را ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﭼﻬﺎر اﯾﻦ اﻧﺪ ﺗﻮاﻧﺴﺘﻪ ﺧﻮﺑﯽ ﺑﻪ رﻓﺘﻪ ﮐﺎر ﺑﻪ ﻫﺎي ﻣﺪل ،ﺷﻮد ﻣﯽ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﮐﻪ ﻃﻮر ﻫﻤﺎن .اﺳﺖ ﺷﺪه ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ
.ﮐﻨﻨﺪ ﺑﯿﻨﯽ ﭘﯿﺶ
ﺟﺪول3ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺑﺎ ﺳﺎزي ﺷﺒﯿﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ .
ردﯾﻒﻣﺘﻐﯿﺮﻣﺪلﺻﻨﻌﺖ
1راﮐﺘﻮر از ﺧﺮوﺟﯽ دﻣﺎيC)o(12171293
2ﻣﻮﻟﯽ درﺻﺪ2Sرآﮐﺘﻮر ﺧﺮوﺟﯽ در0,09450,083
3رآﮐﺘﻮر ﺧﺮوﺟﯽ در ﻧﯿﺘﺮوژن ﻣﻮﻟﯽ درﺻﺪ0,45410,5175
4رآﮐﺘﻮر ﺧﺮوﺟﯽ در ﺑﺨﺎرآب ﻣﻮﻟﯽ درﺻﺪ0,27670,294
ﺷﮑﻞ10.ﻣﻘﺎﯾﺴﻪﺳﺎزي ﺷﺒﯿﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞﺻﻨﻌﺘﯽ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺑﺎ؛راﮐﺘﻮر ﺧﺮوﺟﯽ در ﮐﻠﯿﺪي اﺟﺰاء ﺑﺮﺧﯽ ﻣﻮﻟﯽ ﺻﺪ در
- 8. ﺷﺸﻤﯿﻦاﯾﺮان اﺣﺘﺮاق و ﺳﻮﺧﺖ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ
ﻣﺸﻬﺪ-داﻧﺸﮕﺎهﻣﺸﻬﺪ ﻓﺮدوﺳﯽ-ﻣﺎه ﺑﻬﻤﻦ1394
8
5-ﮔﯿﺮي ﻧﺘﯿﺠﻪ
ﻣﺪلk-εﻣﺪ ﯾﮏﻫﺎي ﭘﺪﯾﺪه ﻣﺪﻟﺴﺎزي ﺑﺮاي ﮐﺎرآﻣﺪ لﺑﺎ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ و ﻣﺪل اﯾﻦ از اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺎ .اﺳﺖ اﺣﺘﺮاق ﻣﻘﻮﻟﻪ ﺑﺎ ﻣﺮﺗﺒﻂ
ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ،ﺟﺮم و ﺣﺮارت اﻧﺘﻘﺎل ﭘﺪﯾﺪه دو ﻟﺤﺎظو ﺷﺪ ﺳﺎزي ﺷﺒﯿﻪ ﺧﻮﺑﯽ ﺗﻘﺮﯾﺐ ﺑﺎ ﮔﻮﮔﺮد ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ واﺣﺪ ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ﮔﺎز
ﭘﯿﺸ ﺑﺎ .اﺳﺖ ﻣﻄﻠﺐ اﯾﻦ ﻣﻮﯾﺪ ﺳﺎزي ﺷﺒﯿﻪ از ﻣﺴﺘﺨﺮج ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺑﺎ ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻣﻘﺎدﯾﺮ از ﺑﺮﺧﯽ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪﻧﺮخ راﮐﺘﻮر ﻣﺤﻮر ﻣﺴﯿﺮ در ﺮوي
ﯾﺎﺑﺪ ﻣﯽ ﮐﺎﻫﺶ آن از ﺑﻌﺪ و رﺳﺪ ﻣﯽ اﮐﺴﺘﺮﻣﻢ ﺑﻪ ﻧﻘﻄﻪ دو در ﻫﯿﺪروژن ﺳﻮﻟﻔﯿﺪ ﺗﺒﺪﯾﻞ؛ﺑﻪ رو ﮔﺎزي ﮔﻮﮔﺮد ﻣﻮﻟﯽ درﺻﺪ اﻣﺎ
ﺧﺮوﺟﯽ در ﺗﺤﻘﯿﻖ اﯾﻦ در .رﺳﺪ ﻣﯽ ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺑﺎ ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﻣﻄﻠﻮب ﻣﻘﺪار ﺑﻪ ﺧﺮوﺟﯽ در و ﯾﺎﻓﺘﻪ اﻓﺰاﯾﺶ رآﮐﺘﻮر اﻧﺘﻬﺎي
ﻣ ﺷﺮط از راﮐﺘﻮرﺮزيoutflowﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎ از ﺑﺮﺧﯽ ﺑﯿﻨﯽ ﭘﯿﺶ در را ﻣﺪل ﺗﻮاﻧﺎﯾﯽ ﺗﻮان ﻣﯽ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺑﺪﯾﻦ ﮐﻪ ﭼﺮا ﺷﺪ؛ اﺳﺘﻔﺎده
ﺧﺼﻮﺻﺎ.ﮐﺮد ارزﯾﺎﺑﯽ رآﮐﺘﻮر اﻧﺘﻬﺎي در
ﻣﺮاﺟﻊ
1- MONNERY, WAYNE D., SVRCEK, WILLIAM Y. and BEHIE, LEO A., “Modelling the Modified Claus
Process Reaction Furnace and the Implications on Plant Design and Recovery”, THE CANADIAN JOURNAL
OF CHEMICAL ENGINEERING, VOLUME 71, OCTOBER, 1993.
2- Kunal Karan, Anil K. Mehrotra, and Leo A. Behie, “COS-Forming Reaction between CO and Sulfur: A High-
Temperature Intrinsic Kinetics Study”, Ind. Eng. Chem. Res.vol. 37, pp. 4609-4616, 1998.
3-ا،.ر ،ﺣﻼج ،.ش ،رﺟﺎﯾﯽ زاده ﺑﺮاﻫﯿﻢ"ﮔﺎز ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﻮره ﻣﺪﻟﺴﺎزيS2Hﺑﻪ2SOوﺳﺘﺮن ﺗﺠﺮﺑﯽ روش از اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺎ ﮐﻼوس واﺣﺪ در"ﻣﺠﻠﻪ ،
ﺷﻤﺎره ،ﻫﺸﺘﻢ ﺳﺎل ،اﯾﺮان ﺷﯿﻤﯽ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ39،1388.
4-ا.م ،ﻣﺮادي ،.ك ،ﺳﻔﻨﺪﯾﺎري،.ا ،ﺷﺎﻫﺴﻮﻧﺪ ،"در ﭘﺮوﻣﺎﮐﺲ اﻓﺰار ﻧﺮم ﺗﻮﺳﻂ ﮔﻮﮔﺮد ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ واﺣﺪﻫﺎي ﺳﺎزي ﺷﺒﯿﻪ ﺑﻬﺒﻮد ﺟﻬﺖ روﺷﯽ اراﺋﻪ
آروﻣﺎﺗﯿﮏ ﺳﻨﮕﯿﻦ ﺗﺮﮐﯿﺒﺎت ﺣﻀﻮر"،ﻓﺮآﯾﻨﺪﻧﻮ ﺗﺮوﯾﺠﯽ ﻋﻠﻤﯽ ﺗﺨﺼﺼﯽ ﻓﺼﻠﻨﺎﻣﻪ ،ﺷﻤﺎره41ﺑﻬﺎر ،1392.
5-ﺟﻣ ﻮاديﺎﭘﻨﺠ ﻣﻘﺎﻻت ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ،.ن ،رﺟﺒﯽ ،.م ،ﺧﺒﺎز ،.م ،ﻋﺮب ،.س.م.ج ،آﺑﺎد لﻣﺎه ﺑﻬﻤﻦ ،اﯾﺮان اﺣﺘﺮاق و ﺳﻮﺧﺖ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ ﻤﯿﻦ1392.
6- Nader Javanmardi Nabikandi, Shohreh Fatemi, “Kinetic Modeling of a Commercial Sulfur Recovery Unit
Based on Claus Straight through Process; comparison with Equilibrium Model”, Journal of Industrial and
Engineering Chemistry, Accepted Manuscript, Accepted date: 3-5-2015.
7- J. O. Hinze.”Turbulence”. McGraw-Hill Publishing Co., New York, 1975.
8- FLUENT 6.3 User's Guide, Copyright © 2006 by Fluent Inc.
9- YAKHOT, V., ORSZAG, S. A., THANGAM, S., GATSKI, T. B. & SPEZIALE, C. G. 1992, “Development
of turbulence models for shear flows by a double expansion technique”, Physics of Fluids A 4, 1510– 1520.