5.1 Mô hình mạng nơron nhân tạo dựđoán hiệu suất hoạt động của hệ thống PSA PSA
5.1.1 Các thông số đánh giá chất lượng
Một nhiệm vụ rất quan trọng khi thiết kế cho các hệ thống PSA, và khi so sánh lựa chọn giữa các phương pháp khác đó là việc định lượng hiệu suất của chúng. Về vấn đề này, những kiến thức về vốn và chi phí vận hành sản xuất sẽ cho ra một con số chính xác về giá trị tiền liên quan đến các đặc trưng lắp đặt và vận hành hệ thống. Một phương án thay thế, mà không yêu cầu thông tin chi tiết về giá cả và dữ liệu sản xuất, đòi hỏi ta phải tính toán các thông số chất lượng quan trọng khác của hệ thống như độ thu hồi, độ tinh khiết vànăng suất.
Trong các nghiên cứu PSA trước đây, sự kết hợp giữa độ thu hồi và độ tinh khiết sản phẩm, được định nghĩa trong các phương trình 5.1 và 5.2, đã được sử dụng rộng rãi đểđánh giá cho các quá trình khác nhau.
Độ𝜕𝜕ℎ𝑢𝑢ℎồ𝑖𝑖 (𝑅𝑅𝑒𝑒𝑐𝑐𝑘𝑘𝑣𝑣𝑒𝑒𝑏𝑏𝑦𝑦) =𝑘𝑘ượ𝑛𝑛𝑔𝑔𝑘𝑘ượ𝑛𝑛𝑔𝑔𝑐𝑐ủ𝑀𝑀𝑐𝑐ủ𝑀𝑀𝑐𝑐ℎấ𝜕𝜕𝑐𝑐ℎấ𝜕𝜕𝜕𝜕𝑏𝑏𝑘𝑘𝑛𝑛𝑔𝑔𝜕𝜕𝑏𝑏𝑘𝑘𝑛𝑛𝑔𝑔𝑑𝑑𝑑𝑑òò𝑛𝑛𝑔𝑔𝑛𝑛𝑔𝑔𝑠𝑠ả𝑛𝑛𝑐𝑐𝑢𝑢𝑛𝑛𝑔𝑔𝑝𝑝ℎẩ𝑚𝑚𝑐𝑐ấ𝑝𝑝 5.1 PT Độ𝜕𝜕𝑖𝑖𝑛𝑛ℎ𝑘𝑘ℎ𝑖𝑖ế𝜕𝜕 (𝑀𝑀𝑢𝑢𝑏𝑏𝑖𝑖𝜕𝜕𝑦𝑦) =𝜕𝜕ổ𝑛𝑛𝑔𝑔𝑘𝑘ượ𝑛𝑛𝑔𝑔𝑘𝑘ượ𝑛𝑛𝑔𝑔𝑐𝑐ủ𝑀𝑀𝑐𝑐á𝑐𝑐ℎấ𝜕𝜕𝑐𝑐𝑐𝑐ℎấ𝜕𝜕𝜕𝜕𝑏𝑏𝑘𝑘𝑛𝑛𝑔𝑔𝜕𝜕𝑏𝑏𝑘𝑘𝑛𝑛𝑔𝑔𝑑𝑑ò𝑑𝑑𝑛𝑛𝑔𝑔ò𝑛𝑛𝑔𝑔𝑠𝑠ả𝑛𝑛𝑠𝑠ả𝑛𝑛𝑝𝑝ℎẩ𝑚𝑚𝑝𝑝ℎẩ𝑚𝑚 5.2 PT
Cần lưu ý rằng độ thu hồi và độ tinh khiết sản phẩm có sựảnh hưởng mạnh mẽđến chi phí vận hành liên quan đến sản xuất, vì các định nghĩa trên kết hợp chặt chẽ thông tin của cả nguồn cấp dữ liệu và dòng sản phẩm. Mặt khác, chi phí vốn do sử dụng các chất hấp phụ đắt tiền cũng có thể khá đáng kể. Do đó, hiệu suất chất hấp phụ, được định nghĩanhư trong phương trình 5.3, thường được tính toán, trong đó cũng xét đến thời gian sử dụng hiệu quả của chất hấp phụ trong nghiên cứu.
𝐻𝐻𝑖𝑖ệ𝑢𝑢𝑠𝑠𝑢𝑢ấ𝜕𝜕ℎấ𝑝𝑝𝑝𝑝ℎụ=(𝑘𝑘ượ𝑛𝑛𝑔𝑔𝑘𝑘ượ𝑛𝑛𝑔𝑔𝑐𝑐ℎấ𝜕𝜕𝑐𝑐ủ𝑀𝑀𝑐𝑐ℎấ𝜕𝜕ℎấ𝑝𝑝𝑝𝑝ℎụ𝑠𝑠ả𝑛𝑛đã𝑝𝑝ℎẩ𝑚𝑚𝑠𝑠ử𝑑𝑑ụ𝑛𝑛𝑔𝑔đượ𝑐𝑐)(𝑠𝑠ả𝑛𝑛𝜕𝜕ℎờ𝑖𝑖𝑥𝑥𝑢𝑢ấ𝜕𝜕𝑔𝑔𝑖𝑖𝑀𝑀𝑛𝑛𝜕𝜕𝑏𝑏𝑘𝑘𝑛𝑛𝑔𝑔𝑚𝑚ộ𝜕𝜕𝑚𝑚ộ𝜕𝜕𝑐𝑐ℎ𝑢𝑢𝑘𝑘𝑐𝑐ℎ𝑢𝑢ì 𝑀𝑀𝑃𝑃𝐴𝐴𝑘𝑘ì) PT 5.3
Độ tinh khiết của sản phẩm thường được đặt theo yêu cầu của khách hàng trong khi độ thu hồi được tối đa hóa tại các giá trị độ tinh khiết xác định. Trong hầu hết các hệ thống PSA, điều này dẫn đến tình huống thiết kếđể cải thiện độ thu hồi sản phẩm ảnh hưởng ngược đến độ tinh khiết hệ thống. Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, mục tiêu đặt ra ở đây là duy trì độ tinh khiết ở mức cho phép (trên 94%) đồng thời tối đa hóa độ thu hồi của hệ thống PSA. Các tham số ảnh hưởng bao gồm: áp suất hấp phụ (p), thời gian hấp phụ (t) và tính chất của vật liệu hấp phụvà phân bố trong cột hấp phụ, tuy nhiên yếu tốnày khó có thể can thiệp do đặc tính vật lý, hóa học của chất. Khi tăng áp suất hấp phụ, cột hấp phụcó thể hấp phụ nhiều phân tửoxy hơn trong cùng một thời gian của bước hấp phụ, độ tinh khiết của khí nitơ ở đầu ra cột hấp phụ sẽ tăng và tiệm cận giới hạn của vật liệu hấp phụ, đồng thời với áp suất cao, lượng khí nitơ tiêu thụ cho quá trình nhả hấp phụ, tái sinh cột sẽ nhiều hơn dẫn đến giảm độ thu hồi. Mặt khác, khi tăng thời
30 gian hấp phụ, lượng khí nitơ sản phẩm cũng tăng lên, một lượng khí không tinh khiết có thểđi qua cột hấp phụ, làm giảm độ tinh khiết mặc dù có thểlàm tăng độ thu hồi. [20]