Ali Hassan

Modelling, simulation, optimization and control of multistage flashing (MSF) desalination plants Part I: Modelling and simulation

Abstract Multistage flashing (MSF) processes can be represented by both steady-state and dynamic models. The former is a useful tool for the design, understanding and optimization of existing as well as new plants. Dynamic models are required for solving problems in the transient phase. This, in turn, includes problems such as control strategies, stability assessment, process interactions, trouble shooting, start-up, load changes and shutdown scheduling. This part of the paper offers an assessment of modelling and simulation studies for the MSF plants. Normally an MSF process is a nonlinear recycle process with a closed loop information flow. Solution methods recognising these features must be used. One is the simultaneous approach (equation oriented) and the other is stage by stage (sequential) approach. Advantages and disadvantages of both the solution procedures are discussed, in view of minimizing the computational effort. In general, computer based process simulation can be done either by using a specific (specially developed) program or by applying a general purpose simulation package. For several reasons, a specific program is preferred for the MSF process simulation. An available general simulator, however, can be used to get initial simulation results. In this paper, use of both types of programs is evaluated for the steady-state and dynamic simulations of the MSF plants.

Manageable automation systems for power and desalination plants

Abstract Advances in automation systems are a consequence of the technological innovations and theoretical developments in the area of systems engineering. The application of powerful automation techniques has enabled complex processes to be safely and efficiently operated, bringing numerous economic benefits for mankind. However, the development of the so called modern automation systems represents one of the most challenging tasks that faces the developing and the under developed countries from the point of selection for the appropriate type of technology. Despite increased automation, the human in the loop is more important than ever before. Deficiencies in the process can cause automatic control systems to fail to meet the requirements of the operation thus demanding intervention by operators and control engineers to keep them working. Shortcomings always occur because performance requirements and the plant characteristics are unconfirmed at the design stage. The performance requirements, plant characteristics and controller parameters change when a control system is designed and when it is commissioned. However activities such as controller tuning, fault detection, diagnosis, start-up, shut-down etc. which can occupy significant part of an operator or engineers time, should be automated allowing them to utilize their skills on more productive activities. Progress in Information Technology and Microprocessor power has enriched and enhanced the capabilities of the Integrated Control System (ICS). The Instrumentation and Control (I&C) equipment form the nerve system of the plant and so is placed very high up in order to achieve the desirable goals. This paper deals with some practical issues, problems and challenges faced by developing and underdeveloped countries in the wake of rapid advances, theoretical developments and technological innovations in automation. The discussion is centered on the following aspects with particular reference to power and desalination plants in the Gulf region: 1. • Functions and hierarchical structures of control systems, 2. • Man-machine interface, 3. • Integrated control systems, 4. • Distributed control systems, 5. • Fault tolerance, and 6. • Manpower training. In the interest of clarity and completeness, certain essential terms in the highly specialized field of automation are briefly introduced and explained in the text.

Improvement of operation and availability of MSF plants

Abstract Ways to improve the safety, availability and efficiency of MSF plants by using improved control algorithms are described: state and adaptive proportional integral derivative (PID) controller or a self-setting function for conventional controllers. The efficiency of a single desalination line or of a complete plant may be improved by introducing optimization algorithms. Software packages monitoring the thermal and mechanical conditions of the plant allow early detection of faults and immediate initiation of counter-measures to avoid unplanned shutdowns, thus reducing costs and improving safety and availability of the hardware. Recent developments in diagnostic systems based on expert systems are discussed.

Umweltmanagementsysteme in der chemischen Industrie

Vereinfacht last sich sagen, das das oberste Ziel eines Unternehmens die Schaffung einer Situation ist, in der kurz-und langfristig ein grostmoglicher Gewinn realisiert und die Existenz des Unternehmens langfristig gesichert wird. Um dies zu erreichen, bedarf es einer einheitlichen Fuhrung des Unternehmens, durch die die Kombination der Ressourcen, d.h. von Menschen, Material, Maschinen, Methoden und Kapital geplant, organisiert und kontrolliert wird. Diese Tatigkeit wird in der betriebswirtschaftlichen Literatur als dispositive Arbeit und die Gesamtheit der Fuhrungskrafte als dispositiver Faktor bezeichnet. Es hat sich jedoch im deutschen Sprachgebrauch dafur der Begriff des Managements eingeburgert, der sowohl die Tatigkeit als auch die Institution bezeichnet.

Die ökologische Herausforderung

Die Auseinandersetzung mit der Umweltschutzproblematik last sich am besten in Analogie zu einer indischen Parabel charakterisieren (siehe hierzu [1.1, S. 37 ff.]. In dieser Geschichte versucht eine Gruppe blinder Manner sich uber das Aussehen eines Elefanten zu einigen. Es gelingt ihnen nicht, da die individuellen Eindrucke, die die einzelnen Gruppenmitglieder von dem Elefanten haben, zu unterschiedlich sind. So meinen die einen, das es sich um ein langliches Wesen handeln mus, da sie nur den Russel ertasten konnten. Andere wiederum halten es eher fur ein rundes Tier, weil sie den Rucken begutachtet haben usw.

Kreislaufführung von verbrauchten Katalysatoren in der chemischen Industrie

In diesem Artikel werden der Verbrauch von Katalysatoren in der chemischen Industrie in Deutschland sowie ihre Kreislauffuhrung untersucht. Edel- und Nichtedelmetallkatalysatoren spielen wirtschaftlich und quantitativ eine dominierende Rolle. Edelmetallkatalysatoren werden zwar sehr oft verwendet, deren mengenmasiger Verbrach ist jedoch mit unter 1000 t pro Jahr gering. Die Edelmetalle werden regelmasig zuruckgewonnen. Die groste Gruppe der Katalysatoren stellen die Nichtedelmetallkatalysatoren mit ca. 9000 t pro Jahr dar. Die verbrauchten Katalysatoren aus dieser Gruppe werden nur zu einem Teil werkstofflich wieder aufbereitet. Dabei werden einige der Katalysatormetalle oft zuruckgewonnen, wie z. B. Ni, Cr, Mo, Co und Cu. Der Rest wird in der chemischen Industrie verwertet oder auf Deponien beseitigt. Fur eine Entscheidung sind in der Praxis wirtschaftliche Kriterien masgeblich, wie z. B. Metallpreis, Metallgehalt, Verunreinigungen usw. Das Tragermaterial wird verwertet oder entsorgt. Recycling of Used Catalyst in the Chemical Industry In this article, the consumption of catalysts in the chemical industry in Germany as well as their recycling are investigated. Metal catalysts play a dominant role both quantitatively and economically. Precious metal catalysts are also used very often, however, their quantitative use is, with less than 1 000 t per annum, small and they are regularly reclaimed. The biggest group of catalysts consists of non-precious metal catalysts and it represents ca. 9 000 t per annum. The used catalysts from this group are only partially recycled. Some of these metals are often reclaimed, such as Ni, Cr, Mo, Co, and Cu. The catalysts that are not recycled are utilized in the chemical industry or disposed of. Economical criteria, such as the price of the metal, the content of the metal, the impurities, etc., are usually decisive for the choice between recycling and disposal. The support material can also be re-utilized or disposed of.

Umweltschutz in der chemischen Industrie

Die chemische Industrie last sich nach verschiedenen Kriterien abgrenzen. Als erstes kann sie durch die Art ihrer Tatigkeit von anderen Industriezweigen unterschieden werden [2.1, S. 13]: „Die chemische Industrie ist zu charakterisieren als eine Industriegruppe, die mit Hilfe von chemischen und physikalischen Verfahren, durch Stoffumwandlung und -veredlung sowie Weiterverarbeitung eine grose Menge von Produkten herstellt.“ Jedoch ist diese technologische Definition nicht eindeutig, denn man zahlt Industriezweige, die chemische Reaktionen in begrenztem und spezialisiertem Rahmen einsetzen (Erdolverarbeitung, Glasindustrie, Zweige der Lebensmittelindustrie usw.) nicht zur chemischen Industrie [2.2, S. 5]. Sinnvoll erscheint eine externe Abgrenzung und eine interne Unterteilung durch die Bildung von Produktgruppen (siehe Abb. 2.1).

Corrosion experience data bank system for desalination and power plants (corex)

Abstract Severe corrosion problems are encountered in desalination plants, related facilities and power stations, which cause safety problems and high costs through shutdown and replacement of equipment. Preventing corrosion will increase the availability and reliability of the plants. Experience on corrosion observed in years of operation and maintenance of desalination and power plants are often ill-documented, and prompt access to documented experience, if any exists, is in most cases not available. A computer-aided experience retrieval system would provide readily accessable documented experience to the owner of a desalination and power plant. A computer program based on a data bank system for corrosion in desalination plants and power stations (COREX) has been developed. It stores the corrosion experience of the Water & Electricity Department (Abu Dhabi, United Arab Emirates) in its desalination plants and power stations. COREX can be interrogated by planning, operating, and maintenance staff, and can also be used for training purposes.

Aufbau von Umweltmanagementsystemen am Beispiel der F&E in der chemischen Industrie

Um Kriterien des produktionsintegrierten Umweltschutzes bei der Entwicklung neuer und bei der Uberarbeitung bereits bestehender chemischer Verfahren effizient zu integrieren, bedarf es einer Reihe organisatorischer, instrumenteller und personeller Voraussetzungen. Diese konnen langfristig am besten durch ein Umweltmanagementsystem geschaffen werden, das die F&E mit einbezieht.

Produktionsintegrierter Umweltschutz und seine Beispiele in der chemischen Industrie

Die in der chemischen Industrie vorherrschende Produktionstechnologie basiert auf einer Kombination stoffumwandelnder Reaktionsprozesse und physikalisch-technischer Grundoperationen zur Veranderung von Stoffen hinsichtlich ihrer Art, Eigenschaft und Zusammensetzung. Ein chemischer Reaktionsprozes ist also ein typischer Transformationsvorgang, der in einer ersten Naherung als ein einfaches Phasenmodell entsprechend dem „Black-Box“-Prinzip dargestellt werden kann (siehe Abb. 3.1).