22714

مطالعه تجربي و مدلسازي جذب دي اكسيدكربن با استفاده از آلوميناي اصلاح شده با هيدرواكسيدپتاسيم

كارشناسي ارشد

طراحي فرايند

1398

1398/02/11

دكتر احد قائمي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در اين تحقيق آلوميناي فعال با استفاده از محلول هيدروكسيدپتاسيم براي افزايش ظرفيت جذب دي‌اكسيدكربن اصلاح گرديد. آزمايشات تجربي براي جاذب آلوميناي فعال اصلاح شده و آلوميناي فعال با پارامترهاي مختلف، مانند فشارهاي مختلف از 2 تا 10 بار و دماهاي مختلف 20 تا80 درجه سانتيگراد، براي بدست آوردن حالت بهينه جذب تكرار شد. مدلسازي ترموديناميكي، سينتيكي و هم‌دما انجام شد. در مدلسازي ترموديناميكي مشخص گرديد، باتوجه به گرمازا بودن واكنش، با افزايش دما، ميزان جذب كاهش مي‌يابد. با افزايش دما، مقدار ΔG° افزايش مي يابد كه نشان دهنده ظرفيت پائين‌تر جذب در دماهاي بالاتر است. بيشترين ميزان جذب براي آلوميناي فعال در دماي 293 °C در حدود 85 mg/g و براي آلوميناي فعال اصلاح شده در دماي 293 °C در حدود 135 mg/g بدست آمد. كمترين ميزان جذب براي آلوميناي فعال در دماي 353 °C در حدود 20 mg/g و براي آلوميناي فعال اصلاح شده در دماي 353 °C در حدود 35 mg/g بدست آمد. با افزايش فشار ميزان شدت جذب بهتر گرديد. با افزايش ميزان جرم جاذب آلوميناي فعال، ميزان جذب كاهش مي يابد بيشترين ميزان جذب با 2 گرم آلوميناي فعال در حدود 85 mg/g و كمترين ميزان جذب با 10 گرم آلوميناي فعال در حدود 20 mg/g مشاهده گرديد. جاذب آلوميناي فعال اصلاح يافته با هيدرواكسيدپتاسيم در مقايسه با آلوميناي فعال داراي ميزان جذب بالاتري مي‌باشد. نتايج آزمايشات انجام شده در مدلسازي سينتيكي براي آلوميناي فعال اصلاح شده در دماي 293 °C با مدل شبه مرتبه اول، در دماي 323 °C و 353 °C با مدل شبه مرتبه دوم به خوبي هماهنگ بود. در مدلسازي هم‌دما، نتايج آزمايشات انجام شده با مدل فرندليچ به خوبي هماهنگ بود.

1399/07/21

Experimental Study and Modeling of Carbon Dioxide Adsorption Using Alumina Modified by Hydroxide Potassium Adsorbent

5/1/2019 12:00:00 AM

In this study, active alumina was modified using a potassium hydroxide solution to increase the carbon dioxide adsorption capacity. Experimental experiments for activated alumina adsorbent modified and active alumina with different parameters, such as various pressures of 2 to 10 bar and various temperatures of 20 to 80˚C, were repeated to obtain optimal adsorption. Thermodynamic, kinetic and isotherm modeling were performed. In thermodynamic modeling, ΔS°, ΔH° and ΔG° are negative for both materials. the reaction is exothermic, the amount of adsorption decreases with increasing temperature. The adsorption capacity at higher temperatures is lower than the adsorption capacity at lower temperatures. The highest adsorption rate for active alumina at 293˚K was obtained at about 85 mg/g and for modified active alumina at a temperature of 293˚K at 135 mg/g. The minimum adsorption for active alumina at 353˚K was about 20 mg/g and for the modified active alumina at 353˚K at 35 mg/g. As pressure increased, the adsorption rate increased. By increasing the amount of weight active alumina, the adsorption rate decreased, the highest adsorption rate was observed with 2 g of active alumina at about 85 mg/g and the lowest amount of adsorption was observed with 10 g active alumina at about 20 mg/g. Activated Alumina adsorbent modified with potassium hydroxide has a higher adsorption rate than active alumina. The results of the experiments performed in kinetic modeling for well-modified alumina at 293˚K with a pseudo-first order model at 323˚K and 353˚K with a pseudo-second order model were well-coordinated. In the isotherm modeling, the results of experiments were well coordinated with the models of Freundlich, Langmuir, and Hill.