مدل سازي جذب كربن دي اكسيد با استفاده از آمين ها و به كمك حلال عميق يوتكتيك

كارشناسي ارشد

كربن دي اكسيد يكي از گازهاي گلخانه اي بوده، كه مقدار زياد آن موجب آلودگي محيط زيست مي‌شود. روش هاي مختلفي براي حذف اين گاز از اتمسفر وجود دارد كه در بين اين روش¬ها، فرآيند جذب به دليل بازدهي بالا يك روش مناسب شناخته شده است. در فرآيند جذب گاز از حلال‌هاي مختلفي استفاده مي‌شود، كه اخيرا مطالعات آزمايشگاهي بر روي حلال هاي DES تركيبي مبتني بر آمين¬ها در اين زمينه انجام شده است، اما مطالعه عددي بر حلال هاي DES بسيار محدود هستند. در اين مطالعه، فرآيند جذب CO2 با حلال DES به همراه آمين هاي مختلف توسط طراحي روش سطح پاسخ و مدلسازي عددي حالت تعادلي با استفاده بر حل معادلات حاكم بر فرآيند بررسي شده است. در طراحي RSM، دو مدل براي پيش-بيني مقادير نرخ جذب و بارگيري كربن دي اكسيد توسط حلال DES ارائه شد كه هر دو داراي دقت بالايي با ضريب همبستگي بيشتر از 99/0 بودند. شرايط بهينه فرآيند شامل غلظت آب v% 50، دماي 48 درجه سانتيگراد و فشار اوليه 10 بار است در اين شرايط عملياتي، مقادير بهينه بارگيري و نرخ جذب به ترتيب mol CO2/mol DES 3914/0 و mol CO2/kmol.s 0991/2 پيش بيني شده است. از نتايج حاصله از مدلسازي حالت تعادلي براي دو حالت MEA خالص و مخلوط ChCl-MEA با نسبت وزني 1:8، حداكثر و حداقل مقادير خطاي نسبي به ترتيب 7/13% و 26/6% به دست آمد كه مقادير قابل قبولي هستند. همچنين، اثر آمين هاي مختلف از قبيل DEA، MEA و MDEA در حلال DES بررسي شد كه خطاي مقادير تعادلي پيش بيني شده توسط مدل حاضر براي هر سه حالت بين مقادير حداقلي 4% و حداكثري 18% بوده است. با استفاده از مدلسازي ترموديناميكي، غلظت اجزاي مولي و يوني موجود در سيستم الكتروليتي در طي زمان انجام واكنش توسط مدل حاضر پيش بيني شد كه روند تغييرات هر كدام از اجزا مطابق با مطالعات مشابه انجام گرفته شده است. واژه‌هاي كليدي: جذب دي اكسيد كربن، حلال يوتكتيك عميق مبتني بر آمين، روش سطح پاسخ، مدلسازي ترموديناميك، مدلسازي حالت تعادلي.

212186

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي گرايش مدلسازي، شبيه سازي و كنترل فرآيندها

دكتر شاهرخ شاه حسيني