طراحی و مدلسازی فرایندی سیستم جداسازی دی اکسید کربن از گازهای فرآیندی

اولین نظریه در مورد دی اکسید کربن واثرات زیست محیطی آن توسط تی.سی. چمبرلین در اواخر قرن 11 ارائه شد. بر اساس نظریه وی تغییر در حجم دی اکسید کربن اتمسفری در تغییرات وسیع آب وهوایی تأثیر بسزایی داشتهوفعالیت های صنعتی مسئول اصلی افزایش حجم دی اکسید کربن در اتمسفر می باشند. مطالعات انجام شده در کشور ما حاکی از آن است که دی اکسید کربن حدود 57 08 درصد از گازهای گلخانه ای را شامل می شود - [4] . از این رو دیاکسید کربن را می توان مهمترین گازگلخانه ای دانست و به همین دلیل دانشمندان وکارشناسان محیط زیست معتقدند در صورت ممانعت از انتشار دی اکسید کربن به جو زمین ، اثرات زیست محیطی گازهای گلخانه ای را میتوان به مقدار قابل توجهی کاهش داد. اکثر فرایندهای جذب / جداسازی انرژی بر و غیر سازگار با محیط زیست میباشد لذا می بایست از طریق شبیه سازی به آرایش بهینه در زمینه جداسازی CO2 رسید. جداسازی CO2 توسط غشاء در مقایسه با فرایندهای جذب و یا تقطیر ضمن برخورداری از عملیات آسانتر و هزینه کمتر نسبت به دیگرفرایندهای فیزیکی جداسازی ، از مصرف انرژی کمتری برخوردار بوده و جهت فرایندهای جداسازی در مقیاسهای جداسازی کم تا متوسط مناسب می باشد. فرایند غشایی در میان تکنیکهای موجود یک تکنولوژی نسبتاً جدید میباشد که بمنظور جذب CO2 از گاز طبیعی مورد استفاده قرار گیرد. در دهه های اخیر ، درخصوص عملکرد غشاء توسط مدلهای ریاضی مختلفی توصیف گردیده اما در خصوص شبیه سازی فرایندی مدلهای غشایی توسط شبیه سازهایموجود کار کمتری انجام شده است. هدف اصلی از انجام این مطالعه بسط یک مدل با استفاده از روش شبیه سازی Aspen , Excel جهت یافتن بهترینآرایش غشایی بمنظور جداسازی CO2 از گازهای خروجی ناشی از احتراق N.G ) Flue Gas ) می باشد. و از آنجائیکه در واحد آمونیاک مجتمع پتروشیمی خراسان بعلت سبکی گاز خوراک ، نسبت آمونیاک به دی اکسید کربن تولیدی بیشتر از نسبت مورد نیاز در واحد پایین دستی آن ( واحد اوره) می باشدلذا معمولاً با آمونیاک مایع مازاد روبرو می باشند . بهمین دلیل این شرکت در پی تلاش جهت افزایش ظرفیت واحدهای تولیدی خود، یکی از راههای افزایش ظرفیت را جمع آوری گاز CO2 موجود در Flue Gas دانسته است که این گاز به همراه آمونیاک مازادبعنوان خوراک واحد اوره مصرف خواهد شد .در این مقاله سعی شده است مدلی از واحد جداسازی غشایی CO2 از Flue Gass ( گازهای ارسالی به استک ) ارائه و مصارف انرژی در آن با روش متداول جذب شیمیایی توسط آمین هامقایسه گردد. در مدل شبیه سازی شده از نرم افزار Aspen استفاده شده است و عملیات جداسازی در آرایشهای مختلف غشایی ( SS,SSPR,DSPR,DSRR,TSRR,TSPRR )مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از آن با روشهای عمومی و رایج جداسازی CO2 (جذب بوسیله محلول آمین ) مقایسه شده است. که در مقایسه انجام شده مشخص گردید روش غشایی در مقایسه با روش جذب آمین از لحاظ مصارف انرژی مقرون بصرفه تر می باشد ضمن اینکه میزان بازیافت توسط روش غشایی با الگوی TSRR( ) مناسب تر بنظر می رسد

کلیدواژه ها:

جداسازی CO2 ، فرایند غشایی ، ، مدلسازی غشایی ، شبیه سازی فرایندی ، نفوذ پذیری ، گزینش پذیری