مطالعه آزمایشگاهی و مدلسازی ریاضی جذب co2 در یک راکتور بستر فورانی

با افزایش نگرانی های مربوط به گرم شدن کره زمین و تغییرات آب و هوا و تشدید قوانین زیست محیطی مربوط به میزان انتشار دی اکسیدکربن توسط صنایع مختلف، لزوم بررسی دقیق تر روش جذب همراه با واکنش گاز، بعنوان یکی از روشهای اساسی و کاربردی در شرایط کنونی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. استفاده از بسترهای فورانی پودر- ذره در جداسازی دی اکسید کربن از گازهای حاصل از احتراق یکی از روش های جدیدی است که به تازگی مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر مطالعه آزمایشگاهی به همراه مدلسازی ریاضی فرآیند جذب همراه با واکنش دی اکسیدکربن در دوغاب هیدروکسیدکلسیم در یک راکتور بستر فورانی پودر- ذره مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا در بخش مطالعه آزمایشگاهی با استفاده از بستر فورانی موجود آزمایش های متعددی جهت بررسی تاثیر پارامترهای مختلف عملیاتی از قبیل نسبت مولی جاذب به جذب شونده، غلظت دی اکسیدکربن در جریان گاز ورودی، ارتفاع بستر، سرعت ظاهری جریان گاز، نوع جاذب مورد استفاده و اختلاف دمای نزدیکی به دمای اشباع آدیاباتیکی بر عملکرد راکتور بررسی شده و سپس در بخش مدلسازی با استفاده از قوانین بقا و بر مبنای مدل هیدرودینامیکی جریان لوله ای، یک مدل ریاضی در حالت عملکرد غیرهمدمای بستر جهت بررسی پدیده های انتقال جرم و حرارت درون راکتور و تاثیر آن ها بر بازده جداسازی راکتور توسعه داده شده است. دقت مدل ارائه شده در بخش نتایج با مقایسه داده های حاصل از مدل و نتایج آزمایشگا هی در نمودارهای جداگانه بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در این روش بازده جداسازی دی اکسیدکربن تا بیش از 56 % می باشد همچنین مشخص گردید که سرعت ظاهری جریان گاز، نوع جاذب مورد استفاده و اختلاف دمای نزدیکی به دمای اشباع آدیاباتیکی تاثیر قابل توجهی بر میزان بازده جداسازی دارند، در حالی که نسبت مولی جاذب به جذب شونده، غلظت دی اکسیدکربن در جریان گاز ورودی و ارتفاع بستر تاثیر چندانی بر میزان بازده جداسازی دی اکسیدکربن ندارند. همچنین در این تحقیق با استفاده از داده های آزمایشگاهی بدست آمده معادله سرعت واکنش co2 با ca(oh)2 برای سیستم فوق تصحیح شد. نتایج مدل با استفاده از سینتیک تصحیح شده تطابق بسیار مناسبی با داده های آزمایشگاهی را نشان می دهند.