مدل سازی و تحلیل ترمودینامیکی تعادل آب- نمک و دی اکسید کربن به کمک معادله حالت ePC-SAFT

مولکول های آب دارای پیوند های هیدروژنی قوی هستند. از طرفی حضور یون­ ها در محلول باعث رفتار غیر ایده­آل آب می­ شود. هنگامی که آب و نمک در تعادل با گازی مانند دی اکسید کربن قرار می گیرند، یک سامانه دوفازی با نیروهای پیچیده بین ملکولی را تشکیل می دهند. در این پژوهش، هدف آن است که تعادل آب دارای نمک سدیم کلرید و گاز دی اکسید کربن، مدل سازی شود. مدل سازی تعادل ترمودینامیکی این سامانه با استفاده از معادله حالت ePC-SAFT انجام شده است. معادله حالت الکترولیتی ارایه شده، ترکیبی از معادله حالت PC-SAFT و تئوری دبای هوکل می­ باشد. حضور نیرو­های بین مولکولی دافعه، پراکندگی و تجمعی توسط معادله حالت PC-SAFT و نیرو­های الکترواستاتیکی توسط تئوری دبای هوکل محاسبه می­شوند. در این پژوهش، ابتدا پیاده سازی این معادله صحت سنجی شده است و قابلیت پیش بینی معادله حالت ePC-SAFT برای سامانه­ خالص غیرتجمعی و تجمعی، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس پیش بینی رفتار فازی برای سامانه­ های آب-نمک، آب- دی اکسید کربن و سامانه سه جزئی آب- نمک-دی اکسید کربن انجام شده است. در انتها، با توجه به داده های تجربی از منابع معتبر، برازش پارامتر اندرکنش دوتایی آب- دی اکسید کربن در سامانه آب-دی اکسید کربن و آب-دی اکسید کربن- نمک صورت گرفته است. معادله حالت ذکر شده، داده­ های آزمایشگاهی را برای محلول الکترولیت مورد نظر با دقت مناسبی پیش­ بینی نموده است، که درصد انحراف نسبی میانگین از داده­ های آزمایشگاهی فشار بخار اشباع بدون تنظیم پارامتر kij و با تنظیم kij، به ترتیب برابر با ۴۶/۲۱ و ۶۱/۱۴، به دست آمده است. در این پژوهش مشاهده شد که حضور یون ­ها در محلول، تاثیر کمی بر اندرکنش دوتایی آب- دی اکسید کربن دارد.

کلیدواژه ها:

محلول های الکترولیت ، دی اکسیدکربن ، ePC-SAFT ، مدل سازی تعادل دوفازی ، نمک کلرید سدیم