|
|
|
Chemical Engineering Seminar 2004
KEMIANTEKNIIKAN PÄIVÄT 7.10.2004 HANASAARESSA
Tämänvuotiset Kemiantekniikan päivät keskittyi simulointitekniikan uusiin
kehityssuuntiin.
Ohjelma
Kemiantekniikan päivien aluksi KTY jakoi Kemiantekniikan palkinnon tunnustuksena
ansiokkaasta väitöskirjatyöstä FT Petri Widstenille. Väitöskirjan aihe oli
Puukuitujen hapettava aktivointi MDF-levyjen valmistamiseksi.
Varsinainen seminaariohjelma keskittyi kemiallisten prosessien
simulointitekniikkaan. Päivän luennoinnin aloitti TKK:n kemian laitetekniikan
professori Juhani Aittamaa alustamalla aiheesta: Simulointi prosessien
kehityksessä ja suunnittelussa. Aittamaan esitys kertoi, miten tarkka
ilmiöpohjainen simulointitekniikka on luonut aivan uudet mahdollisuudet
prosessien kehitykselle erityisesti öljynjalostus- ja petrokemian
teollisuudessa. Uusien prosessien kehitys on nopeutunut ja koetoiminta voidaan
tehdä entistä pienemmässä mittakaavassa epävarmuutta aiheuttavien tekijöiden
selvittämiseksi. Menetelmää on käytetty useiden uusien prosessien kehityksessä,
joista mainittakoon oktaaniprosessi, jolla valmistetaan korkeaoktaanisia
polttoainekomponentteja.
Dynaamisen simuloinnin käytöstä prosessien suunnittelussa ja parantamisessa
kertoivat Leif Hammarström (Neste Jacobs Oy) ja Pasi Hagelberg (PIC Engineering
Oy). He kertoivat, miten dynaamisen laskennan avulla voidaan suunnitella
toiminnaltaan parempia prosesseja ja parantaa olemassa olevia. Heidän mukaansa
dynaamisessa simuloinnissa on nyt saavutettu taso, jolla ohjelmistot ovat melko
käyttäjäystävällisiä ja niissä on saatavilla valmiita prosessilaiteiden malleja
sekä samoja termodynaamisia aineominaisuusmalleja kuin
stationäärisimulaattoreissakin. Tämä on lisännyt ohjelmien käytettävyyttä.
Dynaamisesta laskennasta on saatu merkittäviä hyötyjä niin Fortumilla kuin
Kemirallakin.
Panosprosessien simuloinnista ja niiden optimoinnista kertoivat Esko Tirronen
(Kemira Oy) ja Jerker Björkqvist (Ovela Solutions Oy / Åbo Akademi).
Panosprosessien ja -laitteiden simulointiin on saatavilla erityisohjelmistoja,
sillä panosprosessien laskenta on oma lajinsa, jota tarvitaan erityisesti
hienokemian ja lääketeollisuudessa. Panosprosessien mallituksen yhtenä haasteena
on panosprosessien tuotannon aikataulutus. Panosprosessit muodostuvat lukuisista
laitteista, jolloin tuotannossa voi olla useita tuotteita samanaikaisesti.
Optimoimalla tuotantoa aikataulutusohjelmilla voidaan saada aikaan merkittäviä
säästöjä, jolloin tehtaan kapasiteettia voidaan nostaa.
Vesiliuosprosessien simuloinnista kertoi Anna Sundquist Kemira Oy:stä. Hän
kertoi, että vesiliuosprosessien laskentaa tarvitaan erityisesti epäorgaanisen
kemian teollisuudessa sekä puunjalostusteollisuudessa. Laskenta on melko
vaativaa johtuen vesiliuosten ja niiden termodynaamisten mallien
ominaispiirteistä. Viime aikoina on kehitelty malleja, joilla pyritään laskemaan
veden, elektrolyyttien, sellukuitujen ja erilaisten haitta-aineiden välisiä
vuorovaikutuksia. Näille on paljon käyttöä puunjalostusteollisuudessa.
Olof Hernell Comsol Ab:stä kertoi aiheesta Modeling of transport phenomena in
FEMLAB. Hän näytti, miten kemiantekniikan opetusta voi nykyisin havainnollistaa
käyttämällä siirtoprosesseja kuvaavia graafisia ohjelmistoja. Näitä hyödynnetään
jo mm. reaktiotekniikan opetuksessa.
Sakari Seppälän (Process Vision Oy) esityksestä selvisi, että jos yrityksellä on
valmiina jo suuri joukko eri laitteiden laskentamalleja, niin niistä voidaan
rakentaa helposti simulaattori, jossa on graafinen käyttöliittymä. Tällaisen
simulaattorin etuna on se, että yksittäisten mallien laskentaan tarvittavaa
samaa työtä ei tarvitse tehdä toista kertaa, kun olemassa olevat laitekohtaiset
mallit saadaan yhdistettyä alkuperäisessä muodossaan simulointiohjelmaan.
Tommi Karhela VTT:ltä kertoi laskentamalleista osana verkottunutta hajautettua
tehdassuunnittelua. Tehdasmalli sisältää laitoksen kaiken rakenne- ja
prosessitiedon kuten PI-kaavion, kolmiulotteisen sijoitussuunnittelumallin,
prosessisimulaattorin lähtötiedot, kunnossapitotiedot jne. Yleensä nämä mallit
ovat olleet erillisiä, mutta Karhelan esittämässä uudessa mallissa kaikki tieto
kytkeytyy toisiinsa, jolloin niitä voi myös hyödyntää yhdessä. Lähestymistapa
parantaisi mahdollisuuksia suunnitteluautomaatioon, projektin hallintaan ja
laitostiedon hyödyntämiseen koko projektin elinkaaren aikana. Aiheesta on jo
käynnissä yksi Tekes-hanke ja uusia on kehitteillä.
|
|
