23081

استفاده از اروژل سيليكا به همراه جاذب‌هاي ديگر براي جذب دي اكسيد كربن

كارشناسي ارشد

طراحي فرايند

1396

1399/6/31

دكتر شاهرخ شاه حسيني

دكتر امين بازياري

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در اين تحقيق در ابتدا سعي گرديده كه سنتزي از اروژل سيليكا – آلومينا به همراه پتاسيم كربنات ايجاد كرده وميزان جذب كربن دي اكسيد توسط اين تركيب در راكتور بستر ثابت مورد بررسي قرار گيرد. براي بررسي ميزان جذب كربن دي اكسيد توسط تركيب حاصل شده، لازم است در ابتدا شرايط عملياتي طراحي كرد. براي اين كار در قدم اول بايد ابتدا ميزان كاراكتريزاسيون و دماي كليسنه كردن را مورد مطالعه قراردهيم. براي اين كار ميزان نرخ جريان گازي H2O/CO2 را يك ،دما ℃60 و ميزان تركيب درصد CO2 %2، H2O %2،N2 96 % مي باشد. سپس تركيب را در سه دما ℃600و ℃800و ℃1000كلسينه مي كنيم كه به ترتيب ميزان جذب در هر يك از دماها برابر با68/3 ، 18/6 ، 12/7 (mmol of CO2/ g of sorb) مي باشد.در مرحله بعد ميزان درصد وزني پتاسيم كربنات را بررسي ميكنيم.اين ميزان از 10 تا 30درصد وزني ميباشد كه با توجه به شرايط عملياتي مرحله قبل ميزان جذب در 20درصد وزني بهترين حالت مي باشد.بر اساس مطالعات سينتيكي مدل هموژن را به عنوان مدل واكنشي انتخاب مي كنيم. در نهايت به وسيله مدل RSM مدل سازي صورت گرفته كه اين مدل سازي در 13تست به اجرا در آمده است . در اين بخش دو پارامتر مورد بررسي قرار گرفته تا بهينه حالت را بدست آوريم. اين دو پارامتر شامل دماجذب ونرخ شدت جريان H2O/CO2 مي باشد.كه مقادير آن به ترتيب برابر با ℃80-40 و 2-5/0ميباشد.با توجه به تست صورت گرفته با ميزان ضريب تعيين (<96/0)،به اين نتيجه مي رسيم كه بهترين مقدار دما ℃60 و نرخ شدت جريان H2O/CO2 برابر با 2/1 ميباشد. در نهايت باتوجه به شرايط عملياتي ذكر شده و ميزان جاذب مورد استفاده به اين نتيجه مي رسيم كه با مقادير ذكرشده ميزان جذب به mmol 2/7 كربن دي اكسيد به ازاي هر گرم جاذب پس از چهل دقيقه مي رسد. كه اين ميزان براي 20چرخه بازيابي و كربونيزاسيون پايدار مي باشد.

1399/10/29

CO2 Capture Using Silica Aerogel and Other Adsorb

9/22/2021 12:00:00 AM

In this research, we first tried to create a synthesis of silica-alumina aerogel with potassium carbonate and to investigate the absorption of carbon dioxide by this compound in a fixed bed reactor. To evaluate the amount of carbon dioxide adsorption by the resulting compound, it is necessary to first design the operating conditions. To do this, in the first step, we must first study the rate of characterization and calcination temperature. To do this, the rate of H2O / CO2 gas flow rate is one, temperature ℃ 60 and the combined rate of CO2 percentage is 2%, H2O% 2, N2 96%. The mixture is then calcined at three temperatures 600℃, 800℃ and 1000℃, which absorb at each temperature is 3.68, 6.18, 7.12 (mmol of CO2/g of sorb), respectively. In the next step, we examine the percentage by weight of potassium carbonate. This amount is from 10 to 30% by weight, which according to the operating conditions of the previous stage, the amount of absorption at 20% by weight is the best. Finally, modeling was done by RSM model, which was performed in 13 tests. In this section, two parameters are examined to obtain the optimal state. These two parameters include the absorption temperature and the H2O/CO2 flow rate. Its values are equal to 40-80 and 0.5-2, respectively. Testing with a coefficient of determination (<0.96), we conclude that the best temperature 60 and H2O/CO2 current intensity rate is 1.2. Finally, according to the mentioned operating conditions and the amount of adsorbent used, we conclude that with the mentioned amounts, the amount of adsorption reaches 7.2 mmol of carbon dioxide per gram of adsorbent after forty minutes. This amount is stable for 20 cycles of recovery and carbonization.

جذب كربن دي اكسيد