19982

۱۹۹۸۲

جذب دي اكسيد كربن با استفاده از جاذب هاي كربن فعال و سليكاژل و اصلاح سطح آن ها

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

۹۴-۹۷

۱۳۹۷/۶/۲۴

دكتر احد قاِيمي

مهندسي شيمي ، نفت و گاز

با توجه به افزايش ميزان توليد گاز دي اكسيد كربن در محيط زيست لازم است مطالعات و آزمايشات بيشتري بر روي جذب سطحي اين آلاينده صورت گيرد. با توجه به مطالعات صورت گرفته جذب سطحي يكي از روش¬هاي ارزان قيمت براي حذف آلاينده¬ها مي¬باشد. در اين پژوهش حذف دي اكسيد كربن به عنوان يك آلاينده با استفاده از كربن فعال و سيليكاژل و همچنين اصلاح سطح آن¬ها با استفاده از پيپرازين به جهت افزايش ظرفيت جذب آن¬ها مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا تاثير ميزان گرم جاذب بر روي شدت جذب مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد كه با افزايش ميزان جاذب شدت جذب كاهش پيدا مي¬كند. از آنجايي كه جاذب كربن فعال قابليت خردايش داشت تاثير اندازه¬ي ذرات بر شدت جذب نيز بررسي شد و با افزايش اندازه¬ي ذرات شدت جذب كاهش پيدا مي¬كند. براي بررسي اثر دما آزمايشات در فشار ثابت ۶بار و دماهاي ۲۵ تا ۸۵ درجه¬ي سانتي¬گراد مورد مطالعه قرار گرفتند. در رابطه با تمامي جاذب¬هاي بررسي شده افزايش فشار موجب كاهش شدت جذب شد. سپس براي بررسي اثر فشار ازمايشات در دماي ثابت ۲۵ درجه¬ي سانتي¬گراد و فشارهاي ۲ تا ۸ بار انجام شدند و مشاهده شد كه با افزايش فشار شدت جذب نيز افزايش مي¬يابد. براي جاذب كربن فعال اصلاح شده با پيپرازين تاثير ميزان محلول پيپرازين در متانول به ازاي يك گرم كربن فعال و همچنين تاثير درصد وزني پيپراين در متانول مورد مطالعه قرار گرفتند. نتايج بدين صورت بودند كه با افزايش ميزان محلول پيپرازين در متانول براي اصلاح يك گرم كربن فعال شدت جذب كاهش مي¬يابد چرا كه موجب كاهش سطح فعال جاذب مي¬شود. همچنين محلول¬هاي پيپرازين در اتانول با درصد وزني¬هاي ۱ تا ۴ درصد مورد بررسي قرار گرفتند و مشاهده شد كه جاذب اصلاح شده با محلول ۲ درصد وزني پيپرازين بيشترين شدت جذب گاز را داشته است. نتايج نشان دادند كه اصلاح سطح كربن فعال موفقيت آميز بوده و شدت جذب گاز با استفاده از جاذب اصلاح شده نسبت به حالت خام بيشتر بوده است. در آخر متغيرهاي ايزوترم سينتيك و ترموديناميكي داده¬هاي آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفتند.

1397/10/09

Experimental and modeling of CO2 Adsorption by modified activated carbon with Piperazine

12/30/2018 12:00:00 AM

The increasing process of producing carbon dioxide in the environment necessitates more studies and experiments on the adsorption of this kind of pollutant. According to studies, gas adsorption was one of the most inexpensive methods for omission of the pollutants. This research discussed the omission of carbon dioxide with activated carbon adsorbent and selicagel and modification of activated carbon adsorbent surface by using piperazine in order to improve its adsorption capacity. At first the effect of the amount of adsorbent on adsorbent capacity was investigated and it was found that the adsorption capacity decreased by increasing the amount of the adsorbent. As it had the ability of fragment, the influence of particles’ size was investigated for activated carbon. As a result, the adsorption capacity decreased by increasing the size of ingredients up to size range of 500-800 micron. For investigating the influence of temperature on the adsorption capacity, the experiments of carbon dioxide adsorption by using activated carbon was done in pressure of 6 bar and temperature of 25 to 850C and it was found that the adsorption capacity decreased by increasing the temperature, furthermore the influence of pressure experiment was investigated in 25℃ steady temperature and pressure of 2 to 8 bar and the result was that the adsorption capacity of carbon dioxide was increased by increasing the pressure. For the modified activated carbon with piperazine, the influence of the amount of piperazine solution in methanol for 1 gram of activated carbon and the weight percentage was also considered. As a result, by increasing the amount of piperazine solution in methanol, because of decreasing the active surface of activated carbon, the adsorption capacity decreased. The effect of weight percentage was experimented on quality of 1, up to 4. The solution with 2 percent of piperazine had the most carbon dioxide adsorption capacity. The influence of pressure and temperature was like activated carbon. The results showed that the modification of adsorbent surface improved the adsorption capacity of carbon dioxide more than the simple adsorbent. Finally, isotherm, kinetic and thermodynamic parameter of experimented data were investigated.