مطالعه تجربي جذب كربن دي‌اكسيد با استفاده از امواج مافوق صوت در يك حلال مناسب

كارشناسي ارشد

با توجه به كاربرد گسترده كربن دي‌اكسيد در صنايع مختلف و همچنين براي كاهش گازهاي گلخانه‌اي، فرآيندهاي مختلفي براي جداسازي كربن دي‌اكسيد از مخلوط گازها وجود دارد كه مهم‌ترين آن‌ها جذب است. فناوري‌هاي مختلفي از قبيل ستون پرشده، همزن مكانيكي، تماس دهنده غشاء و غيره براي فرآيند جذب گاز توسعه‌يافته‌اند بااين‌حال، برخي اشكال و محدوديت‌ها در فن‌آوري‌هاي جذب فعلي وجود دارد؛ بنابراين ضروري است كه يك فنّاوري جايگزين براي جذب ارائه شود كه اين محدوديت‌ها را نداشته و يا لااقل آن‌ها را به حداقل برساند. به همين منظور در اين پروژه دستگاهي طراحي و ساخته شد كه جذب به كمك امواج مافوق صوت با فركانس بالا (1.7 مگاهرتز) صورت گيرد. با استفاده از امواج مافوق صوت فركانس بالا، قطرات بسيار ريز مايع توسط لرزش قوي ديسك از سطح گاز -مايع كنده شدند. درنتيجه قطرات ريز توليدشده، سطح بزرگي را براي فرآيند انتقال جرم فراهم كردند. در اصطلاح به اين پديده اتميزاسيون گفته مي‌شود. در اين مطالعه، جذب كربن دي‌اكسيد در محلول‌هاي دي اتانول آمين، سديم كربنات، سديم هيدروكسيد و آب بررسي شد. نتايج حاكي از آن داشت كه نرخ جذب در مقايسه با بدون تابش امواج مافوق صوت تا 20 برابر تحت توان 8.64 وات، افزايش يافت. براي بررسي بهتر اثرگذاري امواج مافوق صوت فركانس بالا در جذب و مقايسه‌ي با ساير روش‌ها، يك همزن مغناطيسي جايگزين مبدل پيزوالكتريك مافوق صوت شد. ضريب انتقال جرم در آب به‌وسيله سيستم مافوق صوت تقريباً 4.4 برابر بيشتر از همزن مغناطيسي با دور rpm 600 شد كه نشانگر عملكرد بهتر سيستم مافوق صوت نسبت به همزن مي‌باشد. همچنين با استفاده از طراحي آزمايش باكس بنكن، تأثير چهار پارامتر دما، فشار، غلظت و توان بر روي نرخ جذب كربن دي‌اكسيد مطالعه شد. توان و دما به ترتيب بيشترين و كمترين تأثير را بر پارامتر انتخابي داشتند. با توجه به نتايج و مزاياي قابل‌توجهي كه حاصل شد، مي‌توان اذعان داشت كه جذب با اين روش مي‌تواند به‌عنوان يكي از گزينه‌هاي احتمالي، براي فرآيند جذب گاز كربن دي‌اكسيد توسعه يابد. واژه‌هاي كليدي: كربن دي‌اكسيد، گازهاي گلخانه‌اي، جذب، امواج مافوق صوت و فركانس بالا

193135

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي فرآيندها

دكتر شاهرخ شاه حسيني