مدل سازی عددی عاری سازی CO2 با استفاده از محلول مونواتانول آمین از طریق تماس دهنده غشایی الیاف تو خالی

هدف این پژوهش ارائه مدلی جامع به منظور مدلسازی عملکرد عاریسازی دیاکسیدکربن CO2 وسط تماسدهنده غشایی الیاف توخالی بر اساس تجزیه و تحلیل حجم محدود با نرمافزار متلب است. مدلسازی عاری سازی CO2 با استفاده از محلول مونواتانول آمین (MEA) در غشاهای تماسدهنده الیاف تو خالی پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) مورد بررسی قرار گرفت. مدل با حل همزمان معادلات ناویر استوکس و بقاء جرم دو بعدی برای شرایط حالت پایدار تماس دهنده های غشایی پلیمری در حالت غیر مرطوب توسعه داده شده است. در معادلات مدل نفوذ محوری و شعاعی در سمتهای پوسته، غشا و لوله و جریان همرفت در سمت های پوسته و لوله تماس دهنده غشایی در نظر گرفته شد. همچنین برای حالت غیرمرطوب که در آن حفرات غشا با مخلوط گاز پر شده جذب به صورت فیزیکی و شیمیایی فرض شده است. اثر پارامترهای فرآیندی که روی عملکرد سیستم تاثیر میگذارند نظیر دمای فاز مایع، غلظت فاز مایع و سرعتهای فازهای گاز و مایع و همچنین میدان توزیع غلظت CO2 مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج مدلسازی بیانگر آن است که افزایش دما از90 تا 100 ºC سرعت فاز مایع از 0/5 تا 3/5 cm s-1 و غلظت فاز مایع از 3 تا 7 M منجر به افزایش غلظت CO2 عاری سازی شده می شود. همچنین مقاومت انتقال جرم فاز گاز، دارای اثر جزئی بر روی غلظت CO2 عاری سازی شده است، به طوری که افزایش سرعت فاز گاز از 10 تا 18 cm s-1 تاثیر خاصی روی غلظت CO2 عاری سازی شده ندارد.

کلیدواژه ها:

مدل سازی عددی ، تماس دهنده غشایی ، عاری سازی دی اکسید کربن ، پلی تترافلوئورواتیلن ، مونواتانول آمین