بهینه سازی شبکه آب و پساب یک پالایشگاه نفت‌ به‌کمک روش‌های ECTA و MILP

محورهای موضوعی : آب و محیط زیست

پروشات حدادی ¹ ( کارشناس ارشد،گروه مهندسی شیمی‌، دانشگاه آزاد تهران شمال، تهران، ایران. )
محمد حسن خوشگفتارمنش ² ( استادیار، بخش علوم حرارتی و سیستمهای انرژی، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران *(مسوول مکاتبات). )
مهدی صدیقی ³ ( استادیار، آزمایشگاه شیمی صنعتی، گروه شیمی کاربردی، دانشگاه قم، قم، ایران. )
علی بهرام همدانی ⁴ ( کارشناس ارشد،گروه مهندسی شیمی‌، دانشگاه آزاد تهران شمال، تهران، ایران. )

تاریخ دریافت : 1395/06/12 تاریخ پذیرش : 1395/10/08 تاریخ انتشار : 1397/04/01

کلید واژه: استفاده مجدد, احیا &ndash, استفاده مجدد, احیا- بازچرخانی, تکنولوژی پینچ آبی,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: بازیافت آب، به عنوان یکی از راه کارهای تاثیر گذار برای برون رفت از بحران آب تلقی می شود. امروزه تکنیک ها و روش های متنوعی برای طراحی سیستم های تخصیص آب توسعه داده شده اند. بنابراین آب مورد استفاده در صنایع، تا سطح قابل قبولی کاهش پیدا می کند. روش بررسی: تکنولوژی پینچ آبی، یک تکنیک سیستماتیک برای آنالیز شبکه‌های آبی و کاهش هزینه‌‌های مربوطه است. همچنین این تکنیک در به حداقل رساندن هزینه ها، ایجاد رابطه میان هزینه عملیاتی و هزینه سرمایه ای در کنار رعایت استاندارد‌های محیط‌زیست مورد استفاده قرار می گیرد. روش پینچ آبی اهداف بهینه سازی را تعیین می کند، همچنین تغییرات مناسبی را نیز جهت طراحی شبکه ای با امکان به حداکثر رساندن استفاده مجدد آب، احیا-استفاده مجدد/ بازچرخانی پیشنهاد می دهد. یافته ها:در مقاله حاضر شبیه سازی و بهینه سازی شبکه آب یک پالایشگاه نفت با استفاده از نرم افزار اسپن واتر Aspen Water و روش گرافیکی-ریاضی به اسم جدول الگوریتم مرکب (CTA) برای مدل استفاده‌ مجدد/بازچرخانی مورد بررسی قرار گرفت که منجر به کاهش چشمگیر مصرف آب تازه و پساب شد. سپس روش توسعه‌ جدول الگوریتم مرکب (ECTA) برای ارایه مدل احیا-استفاده مجدد/بازچرخانی ارایه شد. بحث و نتیجه گیری: با استفاده از روش جدول الگوریتم مرکب در به حداقل رساندن نرخ جریان آب تازه، پساب و هزینه‌های مربوط به تامین آب تازه و تخلیه پساب در مقایسه با اسپن واتر نتایج بهتری ارایه شد. سپس توسعه یافته روش جدول الگوریتم مرکب با به کار گیری واحد احیا در کنار استفاده مجدد/بازچرخانی نتایج موفقیت آمیزی در بهینه سازی شبکه آب به دست آمد.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Water recycling is one of the effective ways for overcoming the water crisis. The various methods and techniques for the design of water allocation systems have been developed and used water in industry reduced to an acceptable level. Method: Water pinch technology is a systematic technique for analyzing water networks and reducing related costs. Also this technique is used for minimizing costs, establishing the relationship between operating costs and capital costs inside the compliance with standards of environment. Water Pinch is optimization method to determine targets technique also appropriate changes to suggest the design of network with the possibility to maximize the reuse of water regeneration, reuse / recycle. Findings: In this paper simulation and optimization of oil refinery water network using the software Aspen Water and a graphical-mathematical method Composite Table Algorithm (CTA) has been used for a dramatic reduction in water consumption and waste water refinery which comes to a distribution network. Therefore Extended Composite Table Algorithm is presented to model regeneration-reuse/recycle. Discussion and Conclusion: using Composite Table Algorithm is presented better results to minimize flow rate of fresh water, waste water and costs of fresh water supply and discharge comparison with Aspen water. Then the Extended Composite Table Algorithm method is obtained highly successful results in optimization water network by applying regeneration unit inside reuse/recycle.  

منابع و مأخذ:

1. Wilhite, D.A. ed., 2005. Drought and water crises: science, technology, and management issues. CRC Press.


2. Mann, J.G. and Liu, Y.A., 1999. Industrial water reuse and wastewater minimization. McGraw Hill; New York: McGraw Hill, 1999.
   
   
   1. El-Halwagi, M.M. and Spriggs, H.D., 1998. Solve design puzzles with mass integration. Chemical engineering progress, 94, pp.25-44.
   
   
   2. SHUBHAM, S., 2011. Wastewater minimization using aspen water (Doctoral dissertation, NATIONAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY, ROURKELA).
   
   
   3. Foo, D.C., El-Halwagi, M.M. and Tan, R.R., 2012. Recent advances in sustainable process design and optimization (Vol.­3).­World Scientific.
   
   
   4. Meng, L.H., Qiao, Q. and Liu, J.Y., 2014. Review of the Application of Water Pinch Technology in Water-Saving and Emission Reduction. In Applied Mechanics and Materials (Vol. 522, pp. 181-186). Trans Tech Publications.
   
   
   5. Parand, R., 2014. Water and wastewater optimization through process integration for industrial processes