مدل سازی عملیات جداسازی کربن دی اکسید از مخلوط گازی توسط غشای الیاف توخالی پلی پروپیلن در حضور مایع یونی [۴EtSO][Emim]

وجود کربن دی اکسید در مخلوط های گازی در واحدهای عملیاتی مانند واحد آمونیاک و متانول باعث بروز مشکل­ هایی مانند کاهش ارزش گرمایی گاز، خوردگی و مشکل­ هایی زیست محیطی می­ شود. یکی از روش های جداسازی کربن دی اکسید از این گازها، استفاده از غشای الیاف توخالی با کمک یک مایع جاذب مناسب است که در آن، با تغییر دادن کاتیون یا آنیون تشکیل دهنده مایع­ های یونی، می توان به بازدهی بیش­تری دست یافت. هدف از این پژوهش، مدل سازی جذب فیزیکی کربن دی اکسید توسط غشای الیاف توخالی با استفاده از مایع یونی خالص [۴EtSO][Emim] بوده که در آن انتقال جرم در سه فاز گاز، مایع و غشا، در قالب معادله ­های دیفرانسیل پاره ای، با روش های عددی و به صورت هم­زمان حل می شوند. درستی نتیجه­ های به ­دست­ آمده از مدل با داده­ های تجربی موجود مقایسه شده و مشخص شد که مدل ارایه شده با خطای میانگین حدود ۵/۷ درصد، از تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی برخوردار است. بنابراین مدلی مناسب، برای پیش بینی جذب فیزیکی ۲CO در شرایط این پژوهش بوده و می توان تاثیر پارامترهای گوناگونی همچون شدت جریان مایع و گاز، دمای محلول جاذب، تر شوندگی و طول غشا را مورد بررسی قرار داد. در بررسی نتیجه­ های به ­دست­ آمده دیده شد که در یک شدت جریان ثابت مایع  ۲۵ میلی لیتر در یک دقیقه حضور مایع یونی باعث جذب حدود ۴۰ درصد ۲CO موجود در گاز ورودی شده و افزایش ۳۰ میلی لیتر بر دقیقه شدت جریان گاز در حضور مایع یونی نیز باعث افزایش ۱۵درصدی جذب کربن دی اکسید شد. افزایش ترشوندگی از صفر تا صد درصد نیز  باعث کاهش بازده حذف ۲CO از گاز ورودی تا حدود ۱۵ درصد خواهد شد.

کلیدواژه ها:

جذب کربن دی اکسید ، تماس دهنده غشایی الیاف توخالی ، مایع یونی [۴EtSO][Emim] ، مدل سازی