18280

2025 دكتري

دكتري

مهندسي شيمي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1401

چهارده، 105 ص.: مصور، جدول، نمودار

1401/12/14

كتابنامه

مهندسي شيمي

پرديس

1401/12/14

2905219

گرمايش جو زمين به دليل افزايش گازهاي گلخانه‌ي به خصوص گاز دي‌اكسيدكربن محققان را بر آن داشته كه در زمينه جذب دي‌اكسيدكربن مطالعات بيشتري انجام دهند. تماس‌دهنده‌صفحه‌چرخان‌مايع به علت ايجاد سطح تماس بالا بين فازها و با مزيت‌هاي متعدد از جمله سرعت بالاي فاز گاز، به عنوان يك تماس‌دهنده جديد در مقايسه با ساير تماس‌دهنده‌هاي مرسوم مورد توجه قرار گرفته است. ازاينرو، در اين رساله به بررسي جذب دي‌اكسيدكربن از مخلوط گازي دي‌اكسيدكرين-نيتروژن در محلول آبي پتاسيم‌گلايسين و پتاسيم گلوتامين در تماس‌دهنده‌صفحه‌چرخان‌مايع پرداخته‌ شده است. بررسي عملكرد چرخش لوله مركزي تماس‌دهنده‌صفحه‌چرخان‌مايع حاكي از آن است كه، چرخش لوله شياردار مي‌تواند خواص انتقال‌جرم از فاز گاز به مايع را بهبود بخشيده و با عملكرد بهتري در جذب دي‌اكسيدكربن همراه خواهد بود. سپس يك مدل رياضي سه‌بعدي براي توصيف فرايند انتقال‌جرم در تماس‌دهنده‌صفحه‌چرخان‌مايع ارائه شد. با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك سيالات محاسباتي، جذب دي‌اكسيدكربن از جريان گازي به همراه حلال در تماس‌دهنده با حل همزمان معادلات پيوستگي، ناويراستوكس و انتقال جرم انجام شد. مدل حاكم بر معادلات در نرم‌افزار كامسول نسخه 5.6.0.401 حل شده است. نتايج نشان دادند، شار جذب دي‌اكسيدكربن، با افزايش نرخ‌جريان گاز افزايش و بازده حذف دي‌اكسيدكربن كاهش مي‌يابد. جذب دي‌اكسيدكربن با افزايش غلظت حلال افزايش مي‌يابد. همچنين، در فرايند جذب توسط نمك آمينواسيد براساس نتايج به دست آمده، حلال نمك پتاسيم‌‌گلوتامين عملكرد بهتري نسبت به پتاسيم‌گلايسين از خود نشان داده است. افزايش سرعت چرخش از صفر تا 1200 دور بر دقيقه، منجر به افزايش بازدهي جذب دي‌اكسيدكربن تا 18% مي‌شود. بازدهي جذب دي‌اكسيدكربن محاسبه شده به خوبي با نتايج تجربي مطابقت دارد.

The worldwide acknowledgment of global warming due to the increase of greenhouse gases, in particular CO2 , urges scholars to quest for novel CO2 capture processes or improve the conventional methods. As a result, more research is required to improve common contactors. The rotating liquid sheet (RLS) contactor have been considered as a new contactor compared to other conventional contactors due to the high contact level between the gas-liquid phases and with numerous advantages, including the high speed of the gas phase. Thus, the current study investigated the chemical absorption process of CO2 capture from a CO2 /N2 gas mixture in an aqueous K-Gly and K-Glu in an RLS contactor. The slotted tube has been investigated and the results showed when the slotted tube was rotated, the RLS contactor performed better for CO2 separation. A 3D mathematical model was then developed to describe the mass transfer process in RLS. The computational fluid dynamics simulation of CO2 removal from CO2 /N2 gas streams using an absorbing agent in an RLS contactor was performed in this research study by coupling the continuity and Navier-Stokes equations, two-phase transport, and mass transfer models. The governing equations have been solved in COSMOL Multiphysics, version 5.6.0.401, software. The impacts of various operation conditions, like inlet CO2 concentration, rotational speed, gas flow rate, and liquid solvent concentration, upon CO2 removal efficiency, and CO2 removal flux were investigated. The results revealed that: The removal flux increased as the gas flow rate increased, while the CO2 capture efficiency decreased. CO2 capture has increased with increased solvent concentration. The present model provided a reasonable basis for exploring CO2 removal performance in the presence of AAS solvents. The CO2 capture in aqueous K-Glu was higher than in aqueous K-Gly. The CO2 removal efficiency of the slot's tube increases by up to 18% as the speed of rotation increases from zero to 1200 RPM. CO2 removal efficiency results in complete agreement with the obtained experimental data.

محسن نصراصفهاني , محسن محمدي

محسن نصراصفهاني , محسن محمدي , محسن عباسي