بررسی فرآیند جذب گاز کربن دی اکسید(co2) در نانوسیال درون راکتور همزندار

جذب گاز توسط فاز مایع یکی از روش های متداول برای حذف یا جداسازی یک جزء از یک مخلوط گازی است. تحقیقات گسترده ای برای افزایش راندمان این فرآیند مانند افزودن مواد شیمیایی به فاز مایع برای کاهش مقاومت فاز مایع با انجام واکنش، افزودن میکروذرات با جذب سطحی و افزودن نانوذرات به فاز مایع انجام شده است. استفاده از فن آوری نانو یکی از روش هایی است که می تواند باعث افزایش ضریب انتقال جرم در یک سیستم گاز- مایع و در نتیجه بهبود فرآیند جذب گاز گردد. در این تحقیق جذب گاز کربن دی اکسید توسط نانوسیال با پایه آب در دمای c?25 و mmhg630 درون راکتور همزن دار مورد بررسی قرارگرفته است. در این راستا برای انجام آزمایش ها یک راکتور همزن دار با حجم 4/1لیتر و با دو پروانه راشتون و با الکتروموتور دورمتغیر و مجهز به میدان مغناطیسی غیر دائم طراحی و ساخته شد. ضریب انتقال جرم حجمی در سیال پایه و غلظت های حجمی مختلف نانوسیال آب/– al2o3? ، در دو دبی گاز کربن دی اکسید l/min 0/3 و0/1 اندازه گیری شده و نتایج مقایسه شده است. نتایج نشان داد در دبی گاز l/min 0/1 و یک سرعت ثابت پروانه، ضریب انتقال جرم حجمی با افزایش غلظت نانوذرات –al2o3? از 01/0تا 05/0درصد حجمی افزایش می یابد و در غلظت های بیشتر نانوذرات (05/0تا 2/0درصد حجمی)ضریب انتقال جرم تغییر نمی کند. با افزایش توان داده شده به ازای واحد حجم سیال (افزایش سرعت پروانه) در دبی ثابت گاز و یک غلظت ثابت نانوسیال آب/– al2o3? ، ضریب انتقال جرم حجمی افزایش می یابد. افزودن نانو ذرات به سیال پایه باعث شکستن حباب ها و کاهش اندازه حباب ها و درنتیجه افزایش سطح انتقال جرم و ضریب انتقال جرم حجمی می شود. با کاهش قطر حباب ها، فشار داخلی و حباب گاز و به تبع آن غلظت اشباع در سطح تماس دو فاز افزایش و در نتیجه سرعت انتقال جرم افزایش می یابد. بیشترین ضریب انتقال جرم حجمی در دبی گازl/min 0/1، غلظت %v/v 05/0 با سرعت پروانه rpm 1400برابر1/s 08/0 بدست آمد. با افزایش توان داده شده به واحد حجم سیال (سرعت پروانه) در کلیه غلظت ها (%v/v 2/0- 01/0)نسبت ضریب انتقال جرم حجمی نانوسیال به ضریب انتقال جرم حجمی سیال پایه (e) در ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. بیشترین افزایش در ضریب انتقال جرم در توان داده شده به واحد حجم سیالkw/m3 5/1(سرعت پروانه rpm 1150) و در غلظت %v/v 05/0 و دبی گاز ثابتl/min 0/1، برابر 15/2 بدست آمد. همچنین اثرات نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن بر روی جذب گاز کربن دی اکسید در راکتور همزن دار با دو پروانه بررسی گردید. افزودن نانو ذرات اکسید آهن به سیال پایه آب سبب گردید ضریب انتقال جرم در سرعت های بالای پروانه افزایش یابد. البته با عبور گاز از نانو سیال اکسید آهن بر سطح مایع درون راکتور کف تشکیل می شد که با افزایش سرعت پروانه و غلظت نانوسیال، بر مقدار آن افزوده می شد. بنابراین امکان انجام آزمایش در غلظت های بیشتر از %v/v 005/0 نانو سیال اکسید آهن وجود نداشت. همچنین اعمال میدان مغناطیسی مستقیم با شدت 390 گوس(g) اثر قابل توجهی بر روی ضریب انتقال جرم حجمی جذب کربن دی اکسید توسط آب خالص نداشت.