شبیه سازی فرآیند جداسازی گازها با استفاده از غشا و روش های بهینه سازی عملیاتی

فرآیند جداسازی گازها به وسیله غشا یکی از تکنیک های پیشرفته و موثر در صنایع مختلف است که برای جداسازی و تصفیه گازهای مختلف به کار می رود. این پژوهش با هدف شبیه سازی و بهینه سازی فرآیند جداسازی گازها با استفاده از غشا و الگوریتم های هوش مصنوعی، به ویژه الگوریتم ژنتیک، انجام شده است. در ابتدا، فرآیند جداسازی گازها با استفاده از غشا با بهره گیری از معادلات ترمودینامیکی و مدل های انتقال جرم شبیه سازی گردید. در این مرحله، اثر پارامترهای عملیاتی همچون فشار، دما و سرعت جریان گاز بر راندمان جداسازی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی نشان داد که افزایش فشار و دما تاثیر مثبت بر راندمان جداسازی دارد و غشاهای فلزی در شرایط بهینه بیشترین راندمان جداسازی را ارائه می دهند. در ادامه، بهینه سازی شرایط عملیاتی با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام شد. این الگوریتم با هدف بهینه سازی ترکیب پارامترهای مختلف برای دستیابی به بیشترین راندمان و کمترین مصرف انرژی به کار گرفته شد. نتایج بهینه سازی نشان داد که ترکیب بهینه فشار، دما و سرعت جریان گاز می تواند علاوه بر افزایش راندمان جداسازی، مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. به طور کلی، این مطالعه نشان می دهد که ترکیب شبیه سازی فرآیند جداسازی گازها با الگوریتم های بهینه سازی می تواند راهکارهای موثری برای بهبود عملکرد سیستم های جداسازی گاز در صنایع مختلف ارائه دهد و بهینه سازی عملیاتی را در جهت کاهش هزینه ها و مصرف انرژی ممکن سازد. این نتایج می تواند به عنوان مبنای طراحی و بهینه سازی سیستم های جداسازی گاز در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی فرآیند ، جداسازی گازها ، غشا ، بهینه سازی عملیاتی