مطالعه‌ي تجربي و مدل‌سازي جذب دي‌اكسيد كربن با حلال ‌هاي شيميايي در حضور ذرات جامد

كارشناسي ارشد

در اين مطالعه از حلال هاي آميني در حضور و عدم حضور ذرات كربن فعال استفاده شده است. عملكرد جذب را مي¬توان با استفاده از برخي جاذب‌هاي جامد در فاز مايع افزايش داد. اين مي¬تواند سرعت و ظرفيت گاز جذب شده در فاز مايع را بهبود ببخشد. اين رفتار گاهي اوقات مكانيسم شاتل ناميده مي¬شود. حلال‌هاي انتخابي شامل مونو اتانول آمين ((MEA و تري اتانول آمين ((TEA مي‌باشند. محدوده‌ي تجربي مورد مطالعه شامل دماي 60-20 درجه‌ي سلسيوس، فشار 5/9-5/3 بار، غلظت حلال‌ها 5/8-5/2 درصد وزني و مقدار كربن فعال 9/0-3/0 گرم بر ليتر است. بارگيري، مقدار جذب و درصد جذب CO2 به ترتيب در محلول آبي MEA در محدوده‌ي 720/0-443/0 و 687/0-294/0 مول بر ليتر و 25/52-32/19 درصد و در محلول آبي TEA در محدوده‌ي 180/1-572/0 و 506/0-208/0 مول بر ليتر و 61/32-73/12 درصد در حضور ذرات كربن فعال به‌دست‌آمده است. براي آناليز نتايج از مدل چندجمله‌اي درجه‌دو توسط RSM استفاده‌شده است. همچنين براي يافتن ماكزيمم مقدار بارگيري،مقدار جذب و درصد جذب تحت شرايط بهينه، بهينه‌سازي عددي براي هركدام از حلال‌ها به كار گرفته‌شده است. اين مقادير براي حلال MEA به ترتيب برابر 531/0، 609/0 مول بر ليتر و 04/50 درصد و براي حلال TEA به ترتيب برابر 961/0، 504/0 مول بر ليتر و 96/25 درصد تخمين زده‌شده است. بر اساس نتايج، ميزان جذب CO2 در هر دو حلال با اضافه كردن ذرات كربن فعال بيشتر مي¬شود و همچنين اين ذرات براي حلال MEA اثر بخشي بهتري را نسبت به حلال TEA در جذب CO2 نشان داد. در بخش مدل‌سازي با نرم‌افزار متلب بر اساس مدل پيتزر از تركيب معادلات تعادل واكنش‌هاي شيميايي، موازنه‌ي جرم و بار، غلظت اجزاء در بالك مايع محاسبه‌شده است كه داراي روندي مشابه با مطالعات قبلي مي‌باشد. با اضافه كردن معادلات تعادلات فازي امكان تخمين بارگيري CO2 توسط مدل ايجاد شد كه درصد خطاي محاسبه‌شده بين بارگيري تجربي و تخميني 73/10-42/3 درصد در حلال MEA، 23/12-87/5 درصد در حلال TEA به‌دست‌آمده است.

195086

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي فرايند

دكتر احد قائمي