سعیده فیروزی راد، کارشناسی ارشد ناپیوسته مهندسی شیمی – جداسازی، دکتر روح اله صادقی، 1395 .

شماره دانشجویی : 9313106
نام و نام خانوادگی : سعیده فیروزی راد
عنوان پایان نامه : شبیه سازی جذب دی اکسید کربن با محلول مونو اتانول آمین در میکرو کانال با دینامیک سیالات محاسباتی
رشته تحصیلی : مهندسی شیمی – جداسازی
مقطع تحصیلی : کارشناسی ارشد ناپیوسته
استاد راهنما : دکتر روح اله صادقی
چکیده : گرم شدن کره ‌زمین و تغیرات آب‌ و هوایی انگیزه تحقیقات گسترده‌ای را در جهت توسعه و بهبود تکنولوژی‌های کارآمدتر برای جذب دی‌اکسیدکربن از منابع بزرگ مانند واحد نیروگاه‌ها بر پایه ذغال‌سنگ و پالایشگاه‌ها فراهم کرده است. در حال حاضر، تکنیک‌های گسترده‌ای برای حذف دی‌اکسید‌کربن استفاده می‌شود و یکی از فرآیند‌های معمول حذف دی‌اکسیدکربن از گازهای احتراق، فرآیند جذب می‌باشد. نمونه‌ای از فرآیند جذب، فرآیند جذب با حلال‌ است که برای عملیات جذب دی‌اکسیدکربن، می‌توان به استفاده از محلول آبی مونواتانول‌آمین اشاره کرد. برای بهبود این فرآیند می‌توان سطح انتقال جرم را به‌وسیله میکروکانال افزایش داد. با توجه به افزایش سطح آنها نسبت به حجم این دستگاه‌ها فرآیند جذب بهبود می‌یابد و تماس واختلاط مایعات و واکنش‌دهنده‌ها را سرعت می‌بخشد. در این پژوهش شبیه‌سازی فرآیند انتقال جرم جذب دی‌اکسیدکربن به‌وسیله محلول آبی مونواتانول‌آمین در میکروکانال توسط تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی انجام شد. در این شبیه‌سازی از مدل دو فازی همگن استفاده شده است. شبیه‌سازی بصورت سه بعدی برای جریان دو فازی شامل گازی حاوی دی‌اکسیدکربن- نیتروژن و محلول آبی مونواتانول‌آمین انجام شد. ضریب انتقال ‌جرم در فاز مایع با استفاده از نرم‌افزار محاسبه گردید و با مقادیر تجربی مقایسه شد. اثرات پارامترهای عملیاتی مختلف مانند سرعت گاز، دما، سرعت مایع، نسبت ابعاد میکروکانال ، غلظت گاز و مایع ورودی بر میزان انتقال جرم و درصد تبدیل گاز دی‌اکسیدکربن مورد بررسی قرارگرفت. مقایسه نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی نشان داد که اختلاف کمی بین آنها وجود دارد. بررسی هیدرودینامیک جریان داخل میکروکانال نشان داد که اگر سرعت گاز بیش‌تر از  m/s10 باشد الگوی جریان اسلاگ به حلقوی تبدیل می‌شود. این بررسی همچنین نشان داد که با افزایش سرعت گاز و کاهش ابعاد میکروکانال گرادیان سرعت نزدیک دیواره افزایش می‌یابد و افت فشار نزدیک دیواره زیاد می‌شود. نتابج بررسی فرآیند انتقال جرم نشان دادکه ضریب انتقال جرم را می‌توان در غالب عدد بدون بعد شروود توسط رابطه مناسب بیان کرد. هم‌چنین نتایج نشان داد که  در سرعت یکسان مایع با افزایش سرعت جریان گاز و افزایش دما میزان ضریب انتقال‌ جرم افزایش می‌یابد. هم‌چنین با افزایش دما و غلظت حلال میزان تبدیل نیز افزایش می‌یابد این میزان تبدیل می‌تواند با افزایش غلظت گاز ورودی و نسبت ابعاد کاهش یابد. بررسی اثر سرعت مایع نشان داد که انتقال جرم در فاز مایع با سرعت مایع افزایش می یابد.
کلمات کلیدی : دی‌اکسیدکربن، مونواتانول‌آمین، میکروکانال، ضریب انتقال جرم، جریان حلقوی، دینامیک سیالات محاسباتی.
تاریخ دفاع : 1395