Analysis of the DR-PSA performances

This thesis is focused on the study of a DR-PSA process. In particular, the aim of this work is using a custom model to simulate the process in non-complete separation conditions, analysing all the features of the system. Another task is performing a sensitivity analysis of the main process parameters in order to find new ways and applicative tools for the industrial optimization of the DR-PSA. After a first contextualization of the DR-PSA made through a critical analysis of the literature and through a brief explanation of the physics of the system, our custom model is presented, as well as the solution strategy. Then, a case study is presented: the complete separation of air. After a brief explanation of the main features of the results given by the simulation code, the non-complete separation conditions have been simulated, and iso-concentration regions have been derived. Then, a sensitivity analysis to the main process parameters have been carried out. The result of this study has been the development of useful applicative criteria for the industrial operation of a DR-PSA apparatus. In the end, the same conclusions achieved for the separation of air have been extended to other feed compositions.

Questa tesi è basata sullo studio di un processo di DR-PSA. In particolare, lo scopo di questo lavoro è stato utilizzare un modello in nostro possesso per simulare il processo in condizioni di separazione non completa, analizzando tutte le caratteristiche del sistema. Un altro compito è stato fare un’analisi della sensitività sui principali parametri del processo, con lo scopo di trovare nuovi modi e nuovi strumenti volti all’ottimizzazione industriale della DR-PSA. Dopo una contestualizzazione della DR-PSA svolta attraverso un’analisi critica della letteratura e una breve spiegazione della fisica del sistema, abbiamo presentato il nostro modello e la strategia da noi adottata per la sua risoluzione. In seguito, un caso studio è stato presentato: la separazione completa dell’aria. Dopo una breve spiegazione delle principali caratteristiche dei risultati dati dal codice computazionale, il processo è stato simulato in condizioni di separazione non completa e sono state derivate delle zone di isoconcentrazione. In seguito, è stata portata a termine un’analisi di sensitività sui principali parametri del processo. Il risultato di questo studio è stato lo sviluppo di possibili criteri, utili alle possibili applicazioni industriali dell’apparato della DR-PSA. Infine, le conclusioni raggiunte per la separazione dell’aria sono state estese a alimentazioni caratterizzate da una diversa composizione.