مدل‌سازي و بررسي تجربي جذب دي‌ اكسيدكربن توسط تماس‌ دهنده‌ صفحه‌ چرخان‌ مايع‌‌‌

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

دكتري

گرمايش جو زمين به دليل افزايش گازهاي گلخانه‌ي به خصوص گاز دي‌اكسيدكربن محققان را بر آن داشته كه در زمينه جذب دي‌اكسيدكربن مطالعات بيشتري انجام دهند. تماس‌دهنده‌صفحه‌چرخان‌مايع به علت ايجاد سطح تماس بالا بين فازها و با مزيت‌هاي متعدد از جمله سرعت بالاي فاز گاز، به عنوان يك تماس‌دهنده جديد در مقايسه با ساير تماس‌دهنده‌هاي مرسوم مورد توجه قرار گرفته است. ازاينرو، در اين رساله به بررسي جذب دي‌اكسيدكربن از مخلوط گازي دي‌اكسيدكرين-نيتروژن در محلول آبي پتاسيم‌گلايسين و پتاسيم گلوتامين در تماس‌دهنده‌صفحه‌چرخان‌مايع پرداخته‌ شده است. بررسي عملكرد چرخش لوله مركزي تماس‌دهنده‌صفحه‌چرخان‌مايع حاكي از آن است كه، چرخش لوله شياردار مي‌تواند خواص انتقال‌جرم از فاز گاز به مايع را بهبود بخشيده و با عملكرد بهتري در جذب دي‌اكسيدكربن همراه خواهد بود. سپس يك مدل رياضي سه‌بعدي براي توصيف فرايند انتقال‌جرم در تماس‌دهنده‌صفحه‌چرخان‌مايع ارائه شد. با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك سيالات محاسباتي، جذب دي‌اكسيدكربن از جريان گازي به همراه حلال در تماس‌دهنده با حل همزمان معادلات پيوستگي، ناويراستوكس و انتقال جرم انجام شد. مدل حاكم بر معادلات در نرم‌افزار كامسول نسخه 5.6.0.401 حل شده است. نتايج نشان دادند، شار جذب دي‌اكسيدكربن، با افزايش نرخ‌جريان گاز افزايش و بازده حذف دي‌اكسيدكربن كاهش مي‌يابد. جذب دي‌اكسيدكربن با افزايش غلظت حلال افزايش مي‌يابد. همچنين، در فرايند جذب توسط نمك آمينواسيد براساس نتايج به دست آمده، حلال نمك پتاسيم‌‌گلوتامين عملكرد بهتري نسبت به پتاسيم‌گلايسين از خود نشان داده است. افزايش سرعت چرخش از صفر تا 1200 دور بر دقيقه، منجر به افزايش بازدهي جذب دي‌اكسيدكربن تا 18% مي‌شود. بازدهي جذب دي‌اكسيدكربن محاسبه شده به خوبي با نتايج تجربي مطابقت دارد.

218823

مهندسي شيمي

پرديس

دانشگاه صنعتي اصفهان