شبیه سازی و ساخت غشای کامپوزیتی پلی آمید- نانو لوله کربنی برای خالص سازی اتانول

اتانول یا الکل اتیلیک برخلاف دهه های گذشته که تنها به عنوان ماده مصرفی در تعدادی از صنایع کاربرد داشت، در حال حاضر به عنوان یکی از کالاهای مهم و راهبردی در بسیاری از کشورها شناخته می شود. امروزه اکثر فرآیندهای جداسازی در مقیاس صنعتی بر اساس روشهای مصرف انرژی از جمله تقطیر، تبخیر و تبلور می باشند. جداسازی های غشایی در بین تمامی فرآیندهای جداسازی موجود، به دلیل مصرف انرژی پایین، دستگاهایی با حجم کم، تنوع در ساخت مدول ها و... از امتیاز بیشتری برخورداراند. روش مورد استفاده در این پروژه برای خالص سازی اتانول، فرآیند تراوش تبخیری می باشد. این روش یکی از انواع فرایندهای جداسازی غشایی است که کاربردهای گسترده ای همچون آب زدایی و جداسازی مخلوطهای آلی دارد. مزیت عمده ی این روش استفاده ی آن برای سیستمهای دارای نقطه ی آزئوتروپ می باشد جایی که روش تقطیر سنتی قادر به جداسازی آنها نمی باشد. در این پروژه ابتدا غشای پلی آمید ساخته شده است و سپس متغییرهای دمای عملیاتی، غلظتهای مختلف خوراک ورودی و دبی بررسی و پروفایل های غلظت و سرعت در بخشهای مختلف مدول ترسیم شدند. نتایج نشان داد که افزایش دما شار عبوری را افزایش و انتخاب پذیری را کاهش می دهد. هم چنین افزایش غلظت ورودی تاثیر مستقیم روی هر دو پارامتر مذکور داشت. نهایتا به منظور بهبود نتایج جداسازی، از نانو لوله کربنی در ساخت ماتریس غشا استفاده شد. در صد های مختلفی از نانو لوله مورد تست قرار گرفت که بهترین نتایج در 0/5 درصد وزنی از پلیمر بدست آمد و میزان جداسازی را تا حد قابل قبولی افزایش داد. به منظور اطمینان از نتایج تجربی، شبیه سازی این فرآیند توسط نرم افزار کامسول انجام شد و تغییرات دبی و غلظت در نواحی مختلف از غشا و خوراک بررسی شدند. نتایج شبیه سازی برای مقادیر شار عبوری با نتایج تجربی در تطابق خوبی بودند.