Exergetic optimization of distillation sequences using a genetic based algorithm

ZETÇok bileşenli karışımları ayırmada kullanılan en yaygın yöntemlerden biri olan destilasyon sistemleri, bu amaca ulaşmak için büyük miktarlarda enerji tüketirler. Bilgisayar desteğinde gerçekleştirilen destilasyon dizilerinin optimizasyonunda, destilasyon dizilerinin tüm alternatifleri, bu alternatifleri belirleyen tamsayılar vektörünün elemanları değiştirilerek irdelenebilir. Yapılan bu çalışmada, Doğrusal Olmayan Simplex ve rastgele sayıların kullanımına dayalı stokastik yöntemlerden biri olan, Genetik algoritmaların melezlenmesi ile oluşturulan, bir algoritma kullanılarak, destilasyon dizilerinin alternatifleri içerisinde yıllık bazda minimum ekserjetik maliyete sahip olan dizinin belirlenebileceği saptanmıştır. İncelenen örneklerin sonuçları, algoritmanın ve bu algoritma kullanılarak gerçekleştirilen yazılımın destilasyon dizilerinin alternatifleri arasından optimum olanının belirlenmesinde kullanılabileceğini göstermiştir.

Destilasyon dizilerinin genetik tabanlı bir algoritma ile ekserjetik optimizasyonu

Distillation is the most commonly applied method of separating multicomponent mixtures. Distillation systems are highly energy intensive and always consume a large amount of energy to achieve the objective. In a computer-based optimization, many alternatives of distillation sequences may be examined by varying the values of related integer variables. In the present study, an algorithm that is a hybrid of Nonlinear Simplex and a genetic algorithm that is a stochastic method based on the stochastic generation of solution vectors was used to minimize the sum of the annual capital and exergetic cost of the alternative sequences. The results of the example cases show that the proposed algorithm is applicable for the determination the optimum alternative of the distillation sequences.

PDF

___

Douglas, J.M., Conceptual Design of Chemical Processes, McGraw-Hill Book Co., Singapore, 1988.
Guthrie, K.M., Capital Cost Estimating, Chem. Engn. 24, 114-142, 1969.
Kefeng, W., Yu, Q., Yi, Y. and Pingjing, Y., Synthesis and Optimization of Heat Integrated Distillation Systems Using an Improved Genetic Algorithm, Computers and Chemical Engineering 23, 125-136, 1998.
Nelder, J.A. and Mead, R., A Simplex Method for Function Minimization, The Computer Journal 7, 4, 308-313, 1965.
Özçelik Z., Özçelik, Y. and Kuryel, B., Optimization of Sharp Distillation Column Configurations: A Database Supported Package: PROMAX, Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 13, 4, 159-167, 1999.
Özçelik, Y., Exergetic optimization of shell and tube heat exchangers using a genetic based algorithm, Applied Thermal Engineering 27, 1849–1856, 2007.
Pibouleau, L., Said, A. and Domenech, S., Synthesis of Optimal and Near Optimal Distillation Sequences by a Bounding Strategy, Chem. Engng. J. 27, 9-19, 1983.