مدل سازی هیدرودینامیک برج حبابی احیاکننده سودسوزآور پالایشگاه چهارم مجتمع پارس جنوبی به روش دینامیک سیالات محاسباتی

برج های حبابی دستگاه های انتقال جرم و واکنش در فرآیند های شیمیایی می باشند که یک یا چند گاز در تماس و احتمالاً در حال واکنش شیمیایی می باشند. علیرغم سادگی ساختمان، جریان سیال در این برج ها بسیار پیچیده می باشد و این برج ها به درستی شناخته نشده اند. بررسی های تجربی زیادی بر روی جریان داخل برج انجام شده است با این حال امروزه سعی می شود تا با تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) به بررسی این برجها بپردازند. در این مطالعه یک شبیه سازی سه بعدی برای جریان دو فازی برج استوانه ای حبابی احیای سود سوز آور پالایشگاه چهارم مجتمع پارس جنوبی با قطر 3350 میلی متر و ارتفاع 10500 میلی متر انجام شده است. این شبیه سازی با در نظر گرفتن مدل اولرین-اولرین همراه با مدل توربولنسیrng k-? برای جریان توربالنت و در شرایط پایا انجام شده است. برای مدل سازی هیدرودینامیک این برج ابتدا هندسه مورد نظر را ساخته سپس شبکه بندی روی شکل مورد نظر انجام شده و در نهایت معادلات پیوستگی و ممنتوم حل شده تا همگرایی حاصل شود. به منظور محاسبه توزیع سرعت، معادلات متوسط زمانی ناویه استوکس با در نظر گرفتن نیرو های شناوری، دراگ، جرم مجازی و پراکندگی توربالنت حل شده اند. هم چنین شبیه سازی به کمک همگرایی شبکه اعتبارسنجی شد. بعد از اعتبارسنجی مدل، الگوی جریان و اثر میزان دبی گاز ورودی و فشار هوای ورودی، سرعت مایع ورودی و اندازه های مختلف قطر حباب روی عملکرد مطالعه شده است. وجود حباب های گاز و حرکت چرخشی مایع، سبب غیریکنواخت شدن جریان در بخش های مختلف برج می شود. پروفایل موجودی کلی گاز و سرعت عمودی مایع برحسب شعاع بدون بعد برج مورد بررسی قرار گرفت. موجودی کلی گاز با افزایش سرعت ظاهری گاز افزایش می یابد. با افزایش قطر حباب، سرعت حباب بیش تر و موجودی گاز کاهش می یابد. افزایش سرعت مایع ورودی به برج، سبب بیش تر شدن سرعت محوری مایع و کاهش موجودی گاز می شود. با افزایش دبی گاز ورودی به برج، سرعت گاز و در نتیجه تلاطم مایع بیش تر شده و موجودی گاز کم تر می شود. واژگان کلیدی: دینامیک سیالات محاسباتی، برج حبابی، احیاکننده سود سوزآور، موجودی کلی گاز، روش اولرین-اولرین، روش همگرایی شبکه.