การจำลองกระบวนการดูดซับแบบสลับความดันสำหรับการผลิตออกซิเจนจากอากาศ

Modeling of pressure swing adsorption process for oxygen production from air

Name: จันทรพร ผลากรกุล

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Name: อธิบดี คงปรีพันธุ์

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Name: เพ็ญศิริ ทองผดุงโรจน์

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. คณะวิศวกรรมศาสตร์

keyword: กระบวนดูดซับแบบสลับความดัน

ThaSH: แบบจำลองทางคณิตศาสตร์

; กระบวนการแยกออกซิเจน

; แบบจำลองชนิดสมดุลดูดซับ

; วัฏจักรสการ์สตอร์ม

Abstract: งานวิจัยนี้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อจำลองการผลิตออกซิเจนบริสุทธิ์ด้วยกระบวนการดูดซับแบบสลับความดันและศึกษาผลกระทบของตัวแปรต่างๆ ในกระบวนการดูดซับแบบสลับความดัน ที่มีต่อความบริสุทธิ์และอัตราส่วนแยกกลับของออกซิเจนที่ผลิตได้ การสร้างแบบจำลองของกระบวนการแยกออกซิเจนอยู่บนสมมติฐานของสมดุลดูดซับและการไหลตามแนวแกนอย่างสมบูรณ์ ระบบสมการคณิตศาสตร์ประกอบด้วยสมการอนุพันธ์เชิงย่อยแบบควบคู่ การวิเคราะห์แบบจำลองด้วยวิธีเชิงเส้น (method of line) โดยใช้โปรแกรม Matlab® จากนั้นทำการเปรียบเทียบผลการจำลองกับผลจากงานวิจัยที่มีมาก่อน (Mendes และคณะ, 2000) ซึ่งใช้สมมติฐานของแรงขับเคลื่อนเชิงเส้น ตัวแปรที่ทำการศึกษามี 5 ตัวแปรได้แก่ ความดันในการดูดซับ (3, 4.2, 5.1 และ 7.1 บาร์) อัตราการไหลของผลิตภัณฑ์ (0.1, 0.55 และ 1.05 ลิตรต่อนาที) อัตราการไหลของกระแสเป่าทิ้ง (0.5, 1.15 และ 1. 5 ลิตรต่อนาที) เวลาของวัฏจักร (60, 180 และ 240 วินาที) และการเพิ่มขั้นตอนการปรับความดัน โดยกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุดได้แก่ กระบวนการที่มีขั้นตอนการปรับความดันความดันการดูดซับ 7.1 บาร์ อัตราการไหลของผลิตภัณฑ์ 0.1 ลิตรต่อนาที อัตราการไหลของกระแสเป่าทิ้ง 1.15 ลิตรต่อนาที และเวลาของหนึ่งวัฏจักร 180 วินาที โดยได้ความบริสุทธิ์ของออกซิเจนรวมกับอาร์กอน 98.9% อัตราส่วนแยกกลับ 4.7%

Abstract: The aim of this research is to develop the mathematical model for simulating the pressure swing adsorption process and for finding the range of proper operating conditions for pure oxygen production. The mathematical model was developed based on assumptions of ideal plug flow and rapid equilibrium. A set of partial differential equations was developed and was solved by the method of line using Matlab®. The simulation results were compared with those in the literature (Mendes et al, 2000) which employed a linear driving force model. The five variables examined were: adsorption pressure (3, 4.2, 5.1 and 7.1 bar) production flowrate (0.1, 0.55 and 1.05 liters per minute), purge flowrate (0.5, 1.15 and 1.5 liters per minute), cycle time (60, 180 and 240 seconds) and the addition of equalization step. The optimal operating condition was: the adsorption pressure of 7 bar, the production flowrate of 0.1 liters per minute, the purge flowrate of 1.15 liters per minute, the cycle time of 180 seconds with the addition of equalization step. The predicted purity (oxygen plus argon) and recovery were 98.9% and 4.7%, respectively.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Created: 2554

Modified: 2562-08-02

Issued: 2562-08-02

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : ใน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ และสมาคมวิศวกรเครื่องกลไทย. การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 25 (ME-NETT 2011) (ME-NETT 2011CST39). กระบี่ : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ME-NETT 2011CST39.pdf	349.26 KB	71	2025-08-23 22:22:31

ใช้เวลา

0.033958 วินาที