Un marco para la operación económicamente óptima del proceso de incineración de desechos explosivos para reducir la concentración de emisiones de NOx
Autores: Cho, Sunghyun; Kang, Dongwoo; Kwon, Joseph Sang-Il; Kim, Minsu; Cho, Hyungtae; Moon, Il; Kim, Junghwan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un marco para la operación económicamente óptima del proceso de incineración de desechos explosivos para reducir la concentración de emisiones de NOx
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Explosivos
Eliminación
Incineradores de lecho fluidizado
Emisiones de NOx
Costos operativos
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Los explosivos, especialmente los utilizados para armas militares, tienen una vida útil corta y su rendimiento disminuye notablemente con el tiempo. Estos viejos explosivos deben ser desechados de manera segura. Los incineradores de lecho fluidizado (FBIs) son seguros para la eliminación de desechos explosivos (como el TNT) y producen menos emisiones de gases en comparación con métodos convencionales, como el horno rotatorio. Sin embargo, estudios anteriores sobre este proceso de FBI solo se han centrado en minimizar la cantidad de emisiones de NOx sin considerar los costos operativos y de unidad (es decir, costo total) asociados con el proceso. Es importante tener en cuenta que, en general, hay diferentes condiciones de operación disponibles para lograr una concentración objetivo de emisión de NOx y, por lo tanto, se requiere un requisito computacional significativo para comparar los costos totales entre esas condiciones de operación candidatas utilizando una simulación de dinámica de fluidos computacional. Con este fin, se propone un marco novedoso para determinar rápidamente la condición de operación del proceso de FBI más económicamente viable para una concentración objetivo de NOx. En primer lugar, se desarrolló un modelo sustituto para reemplazar el modelo de alta fidelidad de un proceso de FBI, y se utilizó para determinar un conjunto de posibles condiciones de operación que pueden llevar a una concentración objetivo de emisión de NOx. En segundo lugar, las condiciones de operación candidatas se introdujeron en el programa de simulación de procesos Aspen Plus(tm) para determinar la opción más económicamente competitiva con respecto a su costo total. El marco desarrollado puede proporcionar pautas operativas para un proceso de incineración limpio y económico de desechos explosivos.
Descripción
Los explosivos, especialmente los utilizados para armas militares, tienen una vida útil corta y su rendimiento disminuye notablemente con el tiempo. Estos viejos explosivos deben ser desechados de manera segura. Los incineradores de lecho fluidizado (FBIs) son seguros para la eliminación de desechos explosivos (como el TNT) y producen menos emisiones de gases en comparación con métodos convencionales, como el horno rotatorio. Sin embargo, estudios anteriores sobre este proceso de FBI solo se han centrado en minimizar la cantidad de emisiones de NOx sin considerar los costos operativos y de unidad (es decir, costo total) asociados con el proceso. Es importante tener en cuenta que, en general, hay diferentes condiciones de operación disponibles para lograr una concentración objetivo de emisión de NOx y, por lo tanto, se requiere un requisito computacional significativo para comparar los costos totales entre esas condiciones de operación candidatas utilizando una simulación de dinámica de fluidos computacional. Con este fin, se propone un marco novedoso para determinar rápidamente la condición de operación del proceso de FBI más económicamente viable para una concentración objetivo de NOx. En primer lugar, se desarrolló un modelo sustituto para reemplazar el modelo de alta fidelidad de un proceso de FBI, y se utilizó para determinar un conjunto de posibles condiciones de operación que pueden llevar a una concentración objetivo de emisión de NOx. En segundo lugar, las condiciones de operación candidatas se introdujeron en el programa de simulación de procesos Aspen Plus(tm) para determinar la opción más económicamente competitiva con respecto a su costo total. El marco desarrollado puede proporcionar pautas operativas para un proceso de incineración limpio y económico de desechos explosivos.