مدلسازی ریاضی و مطالعه آزمایشگاهی حذف واکنشی گاز nox در برجهای پاششی و پرشده توسط محلول آمونیاک

در تحقیق حاضر جذب واکنشی گاز nox توسط محلول آمونیاک به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته و عملکرد سامانه جذب مورد مدلسازی ریاضی قرار گرفته است. مطالعه آزمایشگاهی و مدلسازی انجام شده در دو حالت بهره گیری از سامانه های برج پرشده و برج پاششی مورد توجه بوده و عملکرد این دو نوع سامانه مورد مقایسه قرار گرفته است. بدین منظور و در بخش مطالعه آزمایشگاهی با استفاده از طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی، آزمایش های متعددی جهت بررسی تاثیر و اهمیت پارامترهای مختلف عملیاتی شامل غلظت گاز ورودی، غلظت محلول آمونیاک، نسبت مایع به گاز و دمای گاز ورودی بر بازده حذف در ستون پرشده انجام شده است. سپس تاثیر هر یک از پارامترهای ذکر شده بر بازده حذف در هر دو برج پاششی و پرشده بررسی گردید. میزان جداسازی nox از مخلوط گازی با افزایش دبی مایع ورودی، افزایش غلظت محلول آمونیاک بکار رفته به عنوان جاذب و افزایش دمای گاز ورودی افزایش می یابد. علاوه بر این افزایش دبی گاز ورودی و درصد nox موجود در جریان گاز ورودی نیز باعث کاهش بازده حذف می شود. در شرایط آزمایش، بهترین بازده حذف در برج پاششی و در برج پرشده به ترتیب 69% و 78% می باشد. همچنین در این پژوهش ضمن تبیین معادلات بقاء (شامل معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی) مدل ریاضی فرایند جذب شیمیایی گاز nox توسط محلول آمونیاک در ستون پرشده و همچنین ستون پاششی با در نظر گرفتن تشکیل فیلم مایع روی دیواره برج ارائه شده است. در ادامه نتایج آزمایشگاهی و نتایج حاصل از حل مدل با یکدیگر مقایسه و دقت مدل های ریاضی ارائه شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد تشکیل فیلم مایع در برج های پاششی از دلایل مهم کاهش بازده حذف در این سامانه ها می باشد. همچنین این تحقیق نشان می دهد واکنش گازهای nox با محلول آمونیاک در محدوده غلظت های بکار برده شده آنی نبوده و ضروریست تا سینتیک واکنش در فاز مایع به طور دقیق تر مد نظر قرار گیرد.