فرآوردههای نفتی بهعنوان یکی از مهمترین منابع درآمدی کشورهای نفتخیز، نقشی حیاتی در رشد اقتصادی آنها دارند. در فرایندهای استخراج، تولید، پالایش و ذخیرهسازی این فرآوردهها، لجنها و پسابهای نفتی تولید میشوند که حاوی مواد آلی و معدنی خطرناکاند و تهدیدی جدی برای سلامت انسان و محیطزیست محسوب میشوند. دفع غیراصولی این پسابها موجب آلودگی شدید محیطی میگردد؛ بنابراین، جداسازی و تصفیه آنها افزونبر صرفه اقتصادی، سهم مهمی در کاهش آلودگیهای زیستمحیطی دارد. این پژوهش به بررسی فرایند جداسازی پساب و لجن نفتی با بهرهگیری از روشهای فیزیکی، بهویژه تهنشینی و صافکردن، میپردازد. در این زمینه، دستگاه فیلتر کمربند دوار مدل SF2000 بهعنوان پایه تحقیق مورد استفاده قرار گرفت و با اعمال تغییرات هندسی هدفمند در طراحی آن، عملکرد دستگاه در مسیر تفکیک پساب و لجن ارزیابی شد. هدف اصلی پژوهش، طراحی هندسه بهینه این دستگاه برای پیشتصفیه پسابهای نفتی با تمرکز بر افزایش راندمان و ایجاد فشار هیدرواستاتیک مناسب در فرایند فیلتراسیون است. در این تحقیق از روش عددی برای مطالعه بهره گرفته شد. مدل اصلی دستگاه با استفاده از نرمافزارهای متلب، سالید ورک و کامسول شبیهسازی گردید. سپس با ایجاد تغییرات هندسی هدفمند و مقایسه مدل ارتقایافته با مدل مبنا، کارایی آن در محیط کامسول ارزیابی شد. با توجه به شکاف و چالشهای موجود در هندسه اولیه دستگاه، در راستای بهینهسازی پارامترهای کلیدی، مطالعات مروری بر ادبیات موضوعی انجام شد. این بهینهسازی شامل تنظیم فشار هیدرواستاتیک اعمالشده بر سطح فیلتر و تغییر زاویه شیب فیلتر از 35 درجه به 30، از طریق اصلاحات هندسی بود. مدل ارتقایافته در محیط نرمافزار کامسول مولتی فیزیک شبیهسازی گردید. نتایج حاصل از شبیهسازیها نشان داد که طراحی هندسه جدید، راندمان کلی دستگاه را تا 4% نسبت به نمونه پایه بهبود میبخشد. تحلیلها بر روی مدل طراحیشده با استفاده از مشبندیهای مختلف (با سایزهای 158، 250، 350 میکرومتر) و تعداد ذرات گوناگون انجام شد. نتایج تأیید کردند که اصلاح هندسه و ایجاد ساختار عدسیمانند، منجر به توزیع بهینهتر و یکنواختتر فشار هیدرواستاتیک در سراسر سطح فیلتراسیون میگردد. قابلیتهای نرمافزار کامسول بهعنوان ابزاری قابلاعتماد برای استخراج دادههای عددی کلیدی در این فرآیند پژوهشی مورد بهرهبرداری قرار گرفت و نتایج شبیهسازی با تحلیلهای کدنویسی تطبیق داده شد. نتایج حاصل از این پژوهش، بر اهمیت حیاتی و نقش تعیینکننده طراحی هندسه بهینهسازیشده در ارتقاء کارایی فرایندهای جداسازی و تصفیه پسابهای نفتی تأکید دارد. این رویکرد، که مبتنی بر شبیهسازی دقیق در محیط نرمافزار کامسول است، به طور مستقیم به کاهش اثرات زیستمحیطی ناشی از آلایندههای نفتی کمک میکند. یافتههای این مطالعه میتوانند بهعنوان یک چارچوب معتبر برای مطالعات آتی با هدف بهبود مقیاسپذیری و عملکرد واحدهای پیشتصفیه صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.
