شبیه سازی CFD جداسازی تراوش تبخیری بوتانول از مخلوط رقیق آبی استون / بوتانول / اتانول (ABE) با غشا هیبریدی silicalite-1/PDMS

فرآیند تراوش تبخیری یک فن آوری جداسازی غشایی است که در آن جریان خوراک مایع بر پایه جذب و نفوذپذیری سازنده های آن به درون غشا جذب شده و از میان آن نفوذ می کند و در پایین دست آن تبخیر می شود. این فرآیند برای زدایش اندازه های کم سازنده های از آمیزه خوراک بسیار سودمند و کارا است. در دست داشتن یک مدل مناسب فراگیر می تواند کمک شایانی به طراحی، راهبرد و بهبود فرآیند داشته باشد.در این پژوهش، یک مدل ریاضی دو بعدی برای حذف تراوش تبخیری بوتانول از مخلوط رقیق آبی بوتانول/ استون/ اتانول (ABE) توسعه داده شده است. مدل بر اساس حل معادلات بقا برای بوتانول در مدول غشایی است. معادلات بقا شامل معادله ای پیوستگی و معادله ای ممنتوم که به صورت عددی با تکنیک المان محدود (FEM) حل شده اند. از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای حل این معادلات کمک گرفته شده است. مدل با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. هماهنگی قابل قبولی بین نتایج وجود دارد. اختلاف این نتایج بسیار پایین است. با افزایش دمای خوراک شار تراوش یافته ای بوتانول افزایش پیدا می کند، همچنین افزایش غلظت استون و اتانول سبب بهبود انتقال بوتانول در غشا و در نتیجه ای آن سبب افزایش شار بوتانول می شود. مدل توسعه یافته نتایج آزمایشگاهی را به خوبی پیش بینی می کند.

کلیدواژه ها:

تراوش تبخیری ، شبیه سازی CFD ، المان محدود(FEM) ، استون/ بوتانول/ اتانول ABE ، پلی دی متیل سیکلوگزان PDMS(