11139

11139

مدلسازي غشاهاي زئوليتي مورد استفاده در جداسازي گاز

كارشناسي ارشد

شيمي - فرآيندهاي جداسازي

مهر ماه 1391

مهر ماه 1391

دكترتورج محمدي

دكتر منصور كاظمي مقدم

چكيده جداسازي گازها يك واحد عملياتي مهم در صنايع شيميايي به ويژه صنايع گاز، پتروشيمي و پالايش است. روشهاي متداول جداسازي گازها شامل تقطير، تبريد و فرايند بستر جاذب بوده كه امروزه بخاطر ويژگيهاي منحصر به فرد غشاها، استفاده از فرايندهاي جداسازي غشايي بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. فرآيندهاي غشايي از جديدترين روشهاي جداسازي هستند كه در آنها جداسازي با صرف انرژي كمتري صورت مي گيرد. غشاهاي معدني در مقايسه با غشاهاي پليمري پايداري حرارتي و شيميايي بالاتري دارند و متورم نمي شوند. از جمله غشاهاي معدني كه در جداسازي گازها استفاده مي شود، غشاهاي زئوليتي هستند. غشاهاي زئوليتي لايه هاي آلومينوسيليكاتي هستند كه روي پايه هاي متخلخل رشد مي كنند. بررسي هاي انجام شده در اين تحقيق نشان داد كه در ارزيابي كارايي اين غشاها مكانيزم هاي جذب و نفوذ اجزا داخل شبكه زئوليت بايد مورد توجه قرار گيرند .در اين نوع غشاها، جذب اجزا خالص و سيستمهاي چند جزئي بترتيب از مدل لانگموير و نظريه هاي IAS (جذب محلول ايده آل) و RAS(جذب محلول واقعي) تبعيت مي كنند و نفوذ داخل شبكه زئوليت را مي توان با استفاده از معادلات استفان‐ماكسول بررسي كرد و به كمك نرم افزار matlab معادلات مربوطه را حل نمود .نتايج به دست آمده نشان داد كه جذب لانگموير انحراف معني داري از نتايج آزمايشگاهي دارد ولي نتايج مدل IAS تطابق خوبي با نتايج تجربي نشان مي دهند البته استفاده از مدل RAS(در صورتي كه شرايط غير ايده آلي در سيستم وجود داشته باشد) اين تطابق را بهتر مي كند .همچنين نشان داده شد كه در نظر گرفتن ضريب تبادل (ᴆ_ij) و وابستگي ضريب نفوذ استفان- ماكسول به ميزان جذب مي تواند اين مدلسازي را دقيق تر نمايد. واژه هاي كليدي: جداسازي گاز- غشا – غشاهاي زئوليتي – مدلسازي – استفان – ماكسول ، لانگموير، جذب محلول ايده آل ، جذب محلول