پديد آورنده :
ابراهيمي، فرناز
عنوان :
بررسي تجربي اثر پارامترهاي مؤثر بر فرايند انحلال گاز كربن دي‌اكسيد در يك برج
سيم مرطوب
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي فرايند
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 108ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مسعود حق شناس فرد، عليرضاخزعلي
توصيفگر ها :
برج جذب سيم مرطوب , جذب گازكربن دي‌اكسيد , ضريب و شار انتقال جرم , برج جذب , نانوسيال
استاد داور :
محسن نصراصفهاني، نسرين اعتصامي
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/07/17
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/07/17
چكيده فارسي :
گاز كربن دي¬اكسيد ازجمله گازهاي تأثيرگذار بر زيست‌بوم گياهان و جانوران مي‌باشد. با صنعتي شدن جوامع و رشد جمعيت، توليد اين گاز روزبه‌روز افزايش‌يافته است. افزايش اين گاز در جو، سبب افزايش اثر گلخانه‌اي و گرمايش زمين شده است. بنابراين ازجمله اقدامات ضروري در صنايع، جذب گاز كربن دي‌اكسيد توليدي تا حد امكان و عدم انتشار آن در محيط‌زيست مي‌باشد. در اين پژوهش از برج جذب سيم مرطوب با تعداد يك سيم از جنس فولاد ضدزنگ به‌منظور جذب گاز كربن‌دي‌اكسيد استفاده‌شده است. برج مذكور ازجمله مكانيسم‌هاي جديد در حوزه¬ي فرآيندهاي جذبي مي¬باشد. در اين برج ضريب انتقال جرم و شار انتقال جرم با تغيير پارامترهاي فرآيندي همچون دبي فاز مايع و گاز و تغيير حلال از آب خالص به نانو سيال در غلظت‌هاي 005/0 %، 01/0 %و 02/0% حجمي بررسي شده¬است. با تغيير دبي مايع و قطر نازل، هندسه جريان (فاصله بين قطرات، تعداد قطرات و اندازه قطرات) بررسي گرديده و همچنين با تغيير طول سيم، نرخ جذب و راندمان جذب براي برج محاسبه‌شده است؛ درنهايت مقايسه عملكرد برج جذب سيم مرطوب با برج جداره مرطوب با هندسه مشابه انجام گرفت. نتايج نشان داد با افزايش دبي فاز مايع و دبي فاز گاز، ضريب انتقال جرم و شار انتقال جرم افزايش مي‌يابد با اين تفاوت كه تأثير افزايش دبي فاز مايع بسيار بيشتر از تأثير افزايش دبي فاز گاز مي‌باشد. با تغيير حلال از آب به نانو سيال و افزايش غلظت نانو سيال، ضريب و شار انتقال جرم همواره افزايش‌يافته است. نانو سيال كاربيد سيليسيوم در مقايسه با نانو سيال اكسيد آلومينيوم عملكرد بهتري داشته و سبب افزايش 10% ضريب انتقال جرم نسبت به آن و افزايش 39% نسبت به آب خالص شده است. با افزايش دبي فاز مايع در آب خالص، فاصله ميان قطرات كاهش، قطر قطرات و تعداد قطرات افزايش يافت؛ با تغيير حلال از آب خالص به نانو سيال، اين روند با شدت بيشتري تغيير نموده و همچنين كاربيد سيليسيوم در اين مورد عملكرد بالاتري نسبت به اكسيد آلومينيوم از خود نشان داد. با كاهش قطر نازل (فاصله آزاد) فاصله ميان قطرات براي آب خالص كاهش يافت. با افزايش طول سيم نرخ جذب و راندمان جذب براي هر سه حلال افزايش داشته است. با افزودن نانوذرات و افزايش غلظت آنها درون سيال پايه راندمان جذب و نرخ جذب افزايش يافت. با توجه به نتايج، با افزايش دبي فاز مايع نرخ جذب افزايش و راندمان جذب كاهش يافته است. در پايان عملكرد برج مذكور با برج جداره مرطوب با هندسه مشابه، مورد مقايسه قرار گرفت و نتايج 20% عملكرد بهتر برج سيم مرطوب نسبت به برج جداره مرطوب را نشان داد.
چكيده انگليسي :
Carbon dioxide is one of the effective gasses on ecosystem of plants and animals. With the industrialization of the societies and population growth, the production of CO2 has increased. The increase in CO2in the atmosphere has increased the greenhouse effect and global warming. Therefore, one of the essential actions in industries is the absorption the produced CO2 as much as possible and not release in the environment. In this research, the wetted wire absorption column has been used with a stainless steel wire to absorb the CO2. This column is of the new mechanisms in the field of absorption processes. In this column, the mass transfer coefficient and the mass transfer flux were investigated by changing the process parameters such as liquid and gas flow rate and changing the solvent from pure water to nanofluid with concentration of 0.005%, 0.01% and 0.02%. By changing the liquid flow rate, nozzle diameter, the flow parameters (liquid interval, number of beads, and beads size) were checked and also by changing the length of the wire, the rate of CO2 absorption and absorption efficiency were calculated for the column. Finally, the performance of the wetted wire absorption column was compared with the wetted wall column with the similar geomety. The results showed that by increasing the liquid and gas flow rates, the mass transfer coefficients and mass transfer fluxes increase, but the effect of increasing the liquid flow rate is much higher than the impact of gas flow rate. By changing the solvent from water to nanofluid and increasing the concentration of nanofluid, the mass transfer coefficient and flux have always increases. The silicium carbide nanoparticles have better performance compared to aluminum oxide nanofluid and caused a 10% increase in the mass transfer coefficient, and 39% increase compared to the pure water. The increase of liquid phase flow rate in the pure water, the beads intervals decreased, the beads diameter and the number of beads increased. By changing the solvent from pure water to nanofluid, this process changed more strongly and also SiC showed a better performance than Al2O3 in this case. The beads interval of the pure water has decreased by reducing nozzle diameter (clearance parameter). By increasing the length of the wire, the absorption rate and absorption efficiency have increased for all three solvents. By adding nanoparticles and increasing their concentration in the base fluid, the absorption efficiency and absorption rate increased. According to the results, the absorption rate has been increased with the increase in the flow rates of the liquid but the absorption efficiency has decreased. At the end, the performance of the mentioned column was compared with the same geometry and the results showed that the performance of the wetted wire column was 20% better than that of the wetted wall column.
استاد راهنما :
مسعود حق شناس فرد، عليرضاخزعلي
استاد داور :
محسن نصراصفهاني، نسرين اعتصامي
