عنوان
مدلسازي ترموديناميكي حلاليت دي اكسيد كربن در برخي الكتروليت هاي قوي با استفاده از معادله حالت Electrolyte SAFT Huang & Radosz
نويسنده اصلي
ميلاد شهلايي نميني
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
يكي از متداولترين گازهايي كه قابليت انحلال در محلولهاي الكتروليتي را دارد، گاز دي اكسيدكربن است.
در اين تحقيق به مدلسازي ترموديناميكي حلاليت دي اكسيدكربن در برخي محلولهاي الكتروليت قوي
حاوي يك و مخلوط دو نمك پرداخته شده و با مقادير تجربي حلاليت دي اكسيد كربن مقايسه شده است.
محلولهاي الكتروليتي ناشي از انحلال يك يا چند نوع نمك در يك حلال يا چند حلال هستند، كه
يونهاي نمكها تفكيك شده و محلول الكتروليت را تشكيل ميدهند. در اين تحقيق از معادله حالت
گسترش داده شده Electrolyte SAFT Huang & Radosz كه از افزودن ترم تقريب كرويت متوسط
( MSA ( به معادله حالت SAFT Huang & Radosz به دست آمده است، استفاده شده است. در گام
نخست با استفاده ازمعادله حالت SAFT Huang & Radosz براي سيستم هاي حاوي جزء خالص، به
بررسي دانسيته و فشار بخار دي اكسيد كربن و آب پرداخته شد. نتيجه حاصل از مدلسازي دانسيته و فشار
بخار براي سيستم حاوي دي اكسيد كربن با انحراف ميانگين مطلق نسبت به داده هاي تجربي 84 / 0 و 64 / 2
% محاسبه شد. در گام بعدي به كمك همين مدل، انحراف ميانگين مطلق محاسبه دانسيته و فشار بخار
براي سيستم حاوي آب برابر با 12 / 3 و 23 / 1 % محسبه شد. در گام بعدي به كمك معادله SAFT Huang & Radosz براي سيستم هاي بيش از يك جزء، به بررسي حلاليت دي اكسيد كربن در سيستم حاوي آب-
دي اكسيد كربن پرداخته شد. پس از اطمينان از نتايج به دست آمده از اين معادله حالت با اضافه كردن
ترم تقريب متوسط كرويت به اين معادله حالت به مدلسازي محلولهاي آبي الكتروليت پرداخته شد. سپس،
از اين معادله حالت در مدلسازي )محاسبه( فشارهاي تعادلي حلاليت دي اكسيد كربن برحسب كسر مولي
دي اكسيد كربن ) حلاليت دي اكسيد كربن( در برخي محلولهاي الكتروليت با حلال آب حاوي نمكهاي
سديم كلريد، پتاسيم كلريد، كلسيم كلريد، سديم سولفات و پتاسيم سولفات و همچنين الكتروليت آبي
حاوي مخلوط نمكهاي دوتايي سديم كلريد پتاسيم كلريد، سديم كلريد كلسيم كلريد و پتاسيم كلريد- - -
كلسيم كلريد استفاده شده است.
در بخش مدلسازي انحراف ميانگين مطلق فشارهاي تعادلي حلاليت دي اكسيد كربن در الكتروليت حاوي
سديم كلريد 10 درصد وزني و در دماي 15 / 318 كلوين و در محدوده فشارهاي تجربي 9 / 40 تا 3 / 158 بار
برابر با 11 / 3 درصد بدست آمد. در ادامه به مدلسازي فشارهاي تعادلي حلاليت دي اكسيد كربن در
الكتروليت هاي حاوي سديم كلريد 25 / 0 ، 50 / 0 و 00 / 1 مولال در محدوده دمايي 293 تا 353 كلوين و
محدوده فشارهاي تجربي 2 / 10 تا 3 / 125 بار و كسر مولي هاي دي اكسيد كربن 007 / 0 ، 012 / 0 و 017 / 0
محاسبه شد. پس از آن فشارهاي تعادلي حلاليت دي اكسيد كربن در الكتروليت حاوي پتاسيم كلريد 10
و
درصد وزني در دماي 15 / 318 كلوين و محدوده فشارهاي تعادلي تجربي 5 / 41 تا 9 / 139 بار مدلسازي و
انحراف ميانگين مطلق 96 / 3 درصد بدست آمد. در گام بعدي، به محاسبه فشارهاي تعادلي حلاليت در
الكتروليت حاوي كلسيم كلريد 10 درصد وزني و دماي 15 / 318 كلوين پرداخته و انحراف ميانگين مطلق
برابر با 09 / 3 درصد بدست آمد. در بخش بعد، محاسبه فشارهاي تعادلي حلاليت دي اكسيد كربن حاوي
سديم سولفات 011 / 1 مولال و دماي 15 / 353 كلوين انجام شد و انحراف ميانگين مطلق فشارهاي محاسبه
شده نسبت به داده هاي تجربي برابر با 46 / 10 درصد بدست آمد. بعلاوه به مدلسازي حلاليت دي اكسيد
كربن در مقابل حلاليت پتاسيم سولفات پرداخته شد. انحراف ميانگين مطلق حلاليت دي اكسيد كربن
نسبت به داده هاي تجربي در دماي 15 / 298 كلوين و فشار 01 / 1 بار برابر با 0007557 / 0 درصد بدست
آمد. در انتها هم به مدلسازي فشارهاي تعادلي حلاليت دي اكسيد كربن در الكتروليت هاي حاوي مخلوط
نمك هاي سديم كلريد پتاسيم كلريد، سديم كلريد كلسيم كلريد و پتاسيم كلريد با غلظت - - 10 درصد وزني
از هر كدام از اين نمك ها و در دماي 15 / 318 كلوين پرداخته شد. انحراف ميانگين مطلق فشارهاي تعادلي
حلاليت محاسبه شده توسط معادله حالت Electrolyte SAFT Huang & Radoz نسبت به داده هاي
تجربي برابر با 29 / 13 ، 86 / 14 و 87 / 12 درصد بدست آمد.
واژههاي كليدي: محلول الكتروليت، حلاليت دياكسيد كربن، مدلسازي ترموديناميكي، معادله حالت
e_SAFT Huang&Radosz
شماره ركورد
194766
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
ترموسينتيك و كاتاليست
استاد راهنما
دكتر فيضي