مطالعه آزمایشگاهی و مدلسازی ریاضی فرآیند جذب همزمان co2 و so2 در یک راکتور بستر غلیانی

روش جذب گاز همراه با واکنش، بعنوان یکی از روشهای اساسی و کاربردی در حذف دی اکسیدکربن و دی اکسیدگوگرد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این راستا، استفاده از بسترهای فورانی پودر- ذره در جداسازی دی اکسید کربن و دی اکسیدگوگرد از گازهای حاصل از احتراق، یکی از سامانه های واکنشی جدید است که به تازگی مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر مطالعه آزمایشگاهی همراه با مدلسازی ریاضی فرآیند جذب همزمان دی اکسیدکربن و دی اکسیدگوگرد توسط محلول هیدروکسیدسدیم در یک راکتور بستر فورانی پودر- ذره مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش مطالعه آزمایشگاهی با استفاده از طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی، آزمایش های لازم جهت بررسی تاثیر پارامترهای مختلف عملیاتی از قبیل نسبت مولی جاذب به جذب شونده، غلظت دی اکسیدکربن در جریان گاز ورودی، غلظت دی اکسیدگوگرد در جریان گاز ورودی، دمای گاز ورودی و دبی جریان گاز ورودی بر عملکرد راکتور در بازده حذف دی اکسیدکربن (پاسخ اصلی فرایند) بررسی شده و پس از آن در بخش مدلسازی با استفاده از قوانین بقا و بر مبنای مدل هیدرودینامیکی جریان های لوله ای، یک مدل ریاضی در حالت عملکرد غیرهمدما، جهت بررسی پدیده های انتقال جرم و حرارت و واکنش در راکتور و تاثیر آنها بر بازده حذف سامانه توسعه داده شده است. دقت مدل ارائه شده با مقایسه داده های حاصل از مدل و نتایج آزمایشگا هی بررسی شد. این مقایسه، تطابق قابل قبول مدل با نتایج آزمایشگاهی را نشان می دهد. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که در این سامانه، بازده جداسازی دی اکسیدکربن در عدم حضور دی اکسیدگوگرد تا حدود 66 % می‎باشد ولی در حضور دی اکسیدگوگرد، بازده متوسط در حذف این گاز در بهترین شرایط عملیاتی از 41% تجاوز نمی‎کند. همچنین مشخص گردید که غلظت دی اکسیدگوگرد، دبی جریان گاز ورودی و غلظت دی اکسیدکربن تاثیر قابل توجهی بر میزان بازده جداسازی دی اکسیدکربن دارند در حالی که نسبت مولی جاذب به جذب شونده و دمای گاز ورودی تاثیر چنذانی بر میزان بازده جداسازی دی اکسیدکربن ندارند. همچنین در این تحقیق با استفاده از داده های آزمایشگاهی بدست آمده معادله سرعت واکنش co2 و so2 با naoh برای سیستم فوق بدست آمد.