7865

شبيه سازي يك نمونه تجربي جذب كربن دي اكسيد با زئوليت 13X بوسيله نرم افزار Aspen Adsorption و بررسي عوامل موثر بر آن

كارشناسي

مهندسي شيمي

1401

دكتر احد قائمي

دكتر محمدامين ثباتي

1401/04/26

مهندسي شيمي، نفت و گاز

Simulation of an experimental study for CO2 adsorption on Zeolite 13x by Aspen Adsorption and studying the effective factors

نظر به گستردگي كاربردهاي روش جذب سطحي و اهميت فرآيند حذف كربن دي اكسيد براي محيط زيست، در اين پژوهش برآنيم تا با استفاده از داده هاي تجربي مقالات و منابع، بوسيله ي نرم افزار Aspen Adsorption يك نمونه حقيقي ستون جذب را شبيه سازي نموده و با تغيير عوامل موثر بر جذب سطحي، شامل ، فشار، ابعاد ستون و نوع جاذب به بررسي عوامل موثر به جذب بپردازيم. نمونه آزمايشگاهي انجام شده، بر روي گاز خروجي از دودكش ريبويلر يك نيروگاه صورت گرفته و جاذب مورد استفاده به هدف جذب كربن دي اكسيد، زئوليت 13x است. بستر جاذب در ابعاد 1 و 0.15 متر در نظر گرفته شده است . تركيب درصد كربن دي اكسيد در خوراك 9.9 درصد حجمي مي باشد. در اين پژوهش، ابتدا توسط نرم افزار Aspen Adsorption ، خوراك، ستون جذب و يك خروجي اوليه را با توجه به داده هاي استخراج شده از نمونه آزمايشگاهي ايجاد و با دبي خوراك 0.0831 كيلومول بر ساعت، فشار 1.5 اتمسفر و دماي 313.5 كلوين، طراحي شد. با توجه به عدم وجود برخي اطلاعات لازم براي طراحي مثل تخلخل جاذب، ضرايب انتقال جرم و ... از ديگر منابع و مقالات اين مقادير استخراج و در شبيه سازي لحاظ شد. محاسبات در سيستم با آيزوترم لانگمير صورت گرفت. فشار جريان خوراك از 1.5 تا 6 اتمسفر و ارتفاع از 0.15 تا 1.5 متر تغيير داده و نتايج نرم افزاري استخراج و در نمودارهايي مجزا ارائه شد. مشاهده شد كه افزايش فشار با افزايش آيزوترم و تغييرات فشار، سبب افزايش ميزان جذب و همپنين افزايش زمان شكست شد. افزايش ارتفاع نيز ميزان جذب و زمان شكست را افزايش داد و ايضاً زمان پر شدن جاذب نيز زياد و با شيب كندتري جاذب پر شد. استفاده از جاذب كربن فعال به دليل مقدار آيزوترم و ضريب انتقال جرم كمتر و تخلخل بيشتر، ميزان جذب و زمان شكست را كاهش داد.

جذب سطحي، كربن دي اكسيد، Aspen Adsorption، زئوليت