نام و نام خانوادگی: الهام ملکی
عنوان پایان نامه: مدلسازی و شبیه‌سازی فرآیند جذب سطحی برای جداسازی گاز اکسیژن و نیتروژن بر روی جاذب کربن فعال با استفاده از نرم‌افزار Aspen Adsim
رشته تحصیلی: مهندسی شیمی- جداسازی
مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد ناپیوسته
استاد راهنما: دکتر امید بختیاری

چکیده: در فرآیندهای جذب سطحی تجاری که برای جداسازی مخلوط­های گازی و مایع به کار می­روند، برخی از سازنده‌های خوراک فرآیند به صورت انتخابی توسط جاذب جذب می‌شوند. این فرآیند در بسیاری از خالص‌سازی مخلوط­های گازی و مایع و نیز خشک کردن برخی از گازها و مایع‌های صنعتی به کار می­رود. در این پروژه از مدلسازی و شبیه‌سازی فرآیند جذب سطحی با نوسانات فشار (PSA) با استفاده از کربن فعال به عنوان جاذب برای جداسازی و تولید گاز نیتروژن و اکسیژن با درصد خلوص بالا و بازیابی آن‌ها انجام می­شود. برای این منظور جداسازی اکسیژن از هوا با دو ترکیب 79 – 21 % و 50 – 50 % به ترتیب نیتروژن و اکسیژن بر جاذب کرب فعال با نرم‌افزار Aspen Adsim همانندسازی شد. برای انجام این همانندسازی ابتدا ایزوترم‌های تعادلی جذب سطحی اکسیژن و نیتروژن خالص بر روی کربن فعال به کمک بخش تخمین نرم‌افزار Aspen Adsorption برآورد شدند. سپس در نرم‌افزار Aspen Adsim با مدل لانگمویر توسعه یافته نوع اول به منظور توصیف رفتار جذب دینامیک مورد استفاده قرار گرفتند. مجموعا هشت مرحله شبیه‌سازی برای بررسی اثر دو دمای متفاوت 25 و °C 35، اثر شمار نقطه‌های محاسباتی متفاوت در طول بستر و مدت زمان مرحله جذب فرآیند چرخه­ای 60 و s 70 بر میزان خلوص گازهای جداسازی شده یعنی نیتروژن و اکسیژن در شرایط عملیاتی بهینه­ی گزارش شده از سوی دو مرجع که توسط تیان و همکاران و سیواکومار و همکارن منتشر شده است، در نظر گرفته می­شود.

نتایج نشان دادند كه دمای خوراک و نیز زمان مرحله جذب سطحی فرآیند چرخه­ای اثر چشم‌گیری بر کارکرد فرآيند جذب و خلوص گازهای جداسازی شده دارند. گاز اکسیژن، در محصول می­تواند با خلوص 98 % و بازیابی 96 % و گاز نیتروژن در مرحله ممانعت از جریان به داخل بستر به عنوان محصول سنگین با خلوص 97 % و بازیابی 95 % در شرایط بهینه به دست آمد. نتایج مطابقت خوبی با نتایج تجربی به دست آمده از سوی تیان و همکاران و سیواکومار و همکاران دارند.

کلیدواژه: جذب سطحی، اکسیژن، نیتروژن، کربن فعال، خالص‌سازی، مدل‌سازی، شبیه‌سازی و نرم‌افزار Aspen Adsim.

تاریخ دفاع: زمستان 1397