duminică , 16 decembrie 2018
roen

Art. 04 – Vol.26 – Nr. 1 – 2016

MODELAREA ŞI SIMULAREA, ÎN MEDIUL OPEN SOURCE – SCILAB,
A UNUI PROCES DE TRATARE A GAZULUI DE ARDERE SO2

Delia Mihaela Rădulescu
delia.mihaela2010@gmail.com

Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare în Informatică, ICI Bucureşti

Rezumat: În acest articol se modelează şi se simulează procesul real de tratare a gazului de ardere SO2 rezultat în urma arderilor unor deşeuri într-un incinerator experimental. Procesul fizic este modelat cu ajutorul modelului Bohart Adams. Modelul rezultat este programat şi simulat cu ajutorul produsului software open source Scilab. Scilab asigură un mediu de calcul puternic pentru aplicaţii ştiinţifice. Scilab emulează limbajul MATLAB, având extensii suplimentare şi o interfaţă grafică puternică (GUI) portabilă pe Linux şi Windows. În articol sunt prezentate câteva rezultate ale simulării procesului fizic. În cadrul simulării sunt variate concentraţia SO2 în faza gazoasă, concentraţia SO2 în faza solidă şi concentraţia SO2 la ieşirea din filtrul ceramic.

Cuvinte cheie: modelare, model Bohart – Adams, simulare, Open Source SCILAB, gaze de ardere.

Introducere

Corelarea dintre dezvoltarea economică şi protecţia mediului este sintetizată în conceptul dezvoltării durabile. Cea mai cunoscută definiţie a dezvoltării durabile este cu siguranţă cea dată de Comisia Mondială pentru Mediu şi Dezvoltare (WCED) în raportul „Viitorul nostru comun”, cunoscut şi sub numele de Raportul Brundtland [5]: „dezvoltarea durabilă este dezvoltarea care urmăreşte satisfacerea nevoilor prezentului, fără a compromite posibilitatea generaţiilor viitoare de a-şi satisface propriile nevoi”. Cele trei componente ale unei dezvoltării durabile sunt ilustrate în figura 1.

fig1

Figura 1. Componentele dezvoltării durabile

Activităţile industriale joacă un rol important în bunăstarea economică a Europei. Cu toate acestea, activităţile industriale au un impact semnificativ asupra mediului. Cele mai mari instalaţii industriale sunt responsabile de o parte importantă a emisiilor de poluanţi în atmosferă, apă şi sol precum şi cu generarea de deşeuri. Emisiile provenite de la instalaţiile industriale au fost, prin urmare, obiectul legislaţiei la nivelul UE pentru reducerea emisiei de poluanţi.

Vizualizează articolul complet

Concluzii

În articol a fost prezentată modelarea procesului real de tratare a gazului de ardere SO2 rezultat în urma arderilor unor deşeuri într-un incinerator experimental cu ajutorul modelului Bohart Adams. Pe baza acestui model a fost realizată o simulare a procesului cu ajutorul programului Open Source Scilab. Au fost prezentate pe scurt câteva caracteristici ale Scilab şi versiuni ale acestuia.

Au fost prezentate apoi câteva rezultate ale simulării procesului fizic ce constau în variaţia concentraţiei SO2 în faza gazoasă, variaţia concentraţiei SO2 în faza solidă şi concentraţia SO2 la ieşirea din filtrul ceramic. Această simulare a fost comparată cu experimente realizate pe o instalaţie experimentală. Experimentele au arătat că ȋn multe cazuri soluţia analitică aproximează mai bine valorile obţinute ca rezultat al măsurătorilor făcute în laborator. Soluţia numerică dă de asemenea rezultate bune, dar nu este stabilă. Rezultatele obţinute cu ajutorul soluţiei analitice necesită însă un efort mult mai mic.

În concluzie, simularea numerică oferă rezultate ale concentraţiei de SO2 apropiate de rezultatele obţinute în realitate.

Cercetarea a fost realizată de către autoarea acestui articol, în Departamentul de Chimie şi Mediu al “Ecole des Mines de Douai”, Franţa în cadrul unei burse ERASMUS [3].

BIBLIOGRAFIE

  1. CHU, K. H.: Fixed bed sorption: Setting the record straight on the Bohart-Adams and Thomas models. Journal of Hazardous Materials, Volume 177, Issues 1-3, 2010, 1006-1012.
  2. LE GLEAU, F.; CAILLAT, S. PEDRIX; E., GASNOT; L., GAMBIER, D.; PAUWELS, J-F.: Comparative study of flue gas dry desulphurisation and SCR systems in an industrial hazardous waste incinerator. Proceedings of the Third International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice, Italy; 8-11 November 2010.
  3. RĂDULESCU, D. M.: Modelling of the flow in porous media with heterogeneous gas/solid reactions, Dissertation thesis in Master of Science in Environmental Management, ECOLE DES MINES DE DOUAI, 2011, Coordinators: Dr. Sébastien Caillat, Dr. Esperanza Perdrix, Prof. Dr. Ing. Gheorghe Lăzăroiu, Phd. Student Florent Le Gleau.
  4. RUTHVEN, D.M.: Principles of Adsorption and Adsorption Processes,  Wiley, New York, 1984.
  5. World Commission on Environment and Development (WCED), 1987. Our common future (The Brundtland Report). Oxford University Press, Oxford, UK/http://www.un-documents.net/our-common-future.pdf
  6. WU, C.; KHANG, S-J.; KEENER, T. C.; LEE, S. K.: A model for dry bicarbonate duct injection flue gas desulfurization. Advances in Environmental Research, Volume 8, Issues 3-4, March 2004.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.