آناليز CFD فرآيند جذب CO2 در يك برج سيم مرطوب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش از برج جديد سيم مرطوب براي جذب گاز دي اكسيد كربن استفاده شده است. برج مذكور داراي يك سيم از جنس فولاد زنگ نزن بود. با تغيير دبي حجمي فاز مايع و فاز گاز مقادير شار انتقال جرم با استفاده از آناليزCFD و آزمايشات تجربي محاسبه شده است. براي بررسي هندسه جريان پارامترهايي مانند قطر قطرات، فاصله بين قطرات و طول محوري قطرات در دبي هاي متفاوت مايع مورد بررسي قرارگرفت. در ادامه، بازده جذب و نرخ جذب در طول هاي متفاوت از سيم مورد آزمايش محاسبه شد. نتايج حاصل نشان داد با افزايش دبي فاز مايع و دبي فاز گاز ميزان شار انتقال جرم افزايش يافت اما افزايش فاز گاز نسبت به افزايش فاز مايع اثر خيلي كمتري بر افزايش شار انتقال جرم داشت. در آناليز CFDبا افزايش دبي فاز مايع از 60 به 117 ميلي ليتر بر دقيقه ميزان شار انتقال جرم 21درصد افزايش داشت. همچنين با افزايش دبي گاز از 10به 40 در دبي ثابت مايع 117 ميلي ليتر بر دقيقه دبي گاز 7 درصد افزايش يافت. با افزايش دبي فاز مايع قطر قطرات تشكيل شده روي سطح سيم كاهش يافت اما با افزايش دبي فاز گاز قطر اين قطرات بيشتر شد. با افزايش دبي فاز مايع تعداد قطرات ايجاد شده روي سطح سيم افزايش پيدا كرد كه اين امر باعث ايجاد سطح تماس بيشتر بين دو فاز گرديد. با افزايش 50% دبي فاز مايع در يك فاصله مشخص از طول برج تعداد قطرات ايجاد شده روي سطح سيم حدود 66.66 درصد افزايش يافت. با افزايش دبي فاز مايع فركانس قطرات ايجاد شده روي سطح سيم بيشتر شد و در نهايت طول محوري قطرات كم شد. اين بدان معني بود كه قطرات در فاصله كمتري از يك ديگر روي سطح سيم قرار گرفتند. همچنين با افزايش دبي فاز مايع طول محوري قطرات 33.33 درصد كاهش يافت. ضخامت فيلم مايع نيز در دبي هاي متفاوت مايع و گاز مورد بررسي قرار گرفت و نتايج حاصل از آزمايشات و آناليز CFD نشان داد افزايش دبي فاز گاز تاثيري بر ضخامت فيلم مايع نداشت اما در مقابل افزايش دبي فاز مايع باعث افزايش ضخامت فيلم پايه شد. با افزايش دبي مايع از 60 ميلي ليتر بر دقيقه به 90 ميلي ليتر بر دقيقه ضخامت فيلم پايه 2.5درصد افزايش يافت. نرخ جذب و بازده جذب مورد بررسي قرار گرفت و با توجه به نتايج با افزايش دبي حجمي مايع نرخ جذب افزايش يافت اما بازده جذب روند كاهشي داشت. با افزايش دبي مايع نرخ جذب 15درصد افزايش يافت اما بازده جذب با افزايش دبي مايع، 27درصد كاهش يافت. با توجه به اينكه با افزايش دبي مايع زمان ماند كمتر شد و مدت زمان تماس بين دو فاز كمتر گرديد بنابراين بازده جذب كاهشي شد .

223531

پديده هاي انتقال

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان