بررسي تجربي و مدل سازي جذب سطحي دي اكسيد كربن بر روي جاذب هاي كربن فعال و سيلكاژل اصلاح شده با هيدروكسيد ليتيم

كارشناسي ارشد

امروزه نگراني فزاينده اي درباره افزايش انتشار گازهاي گلخانه¬اي، خصوصا دي اكسيد كربن به عنوان اصلي ترين آن¬ها، و بحران افزايش دماي زمين وجود دارد. فرآيندهاي مختلفي براي حذف دي اكسيدكربن ارائه شده است. اخيرا، جذب دي اكسيد كربن با جاذب¬هاي جامد قابل بازيافت به عنوان روشي با مصرف كمينه انرژي براي جذب دي اكسيد كربن مورد مطالعه قرار گرفته است. جاذب¬هاي جامد داراي مزايايي چون ظرفيت بالاي جذب شيميايي، ظرفيت حرارتي پائين، امكان توليد دي¬اكسيد كربن خالص و هم چنين مزاياي زيست محيطي مي¬باشند. در فرآيندهاي جذب سطحي لازم است شدت جذب هر جاذب و مكانيزم جذب و در نهايت رفتار جذب شناسائي شود. با توجه به خاصيت اسيدي گاز دي اكسيدكربن و واكنش قوي بين گاز با هيدروكسيدها، اطلاعاتي خوبي براي جذب هيدروكسيد سديم و هيدروكسيد پتاسيم با كربن دي اكسيد موجود بوده ولي در مورد هيدروكسيد ليتيم اطلاعات به اندازه كافي موجود نمي باشد. در اين تحقيق، جاذب هاي سيليكاژل، هيدروكسيد ليتيم، كربن فعال قبل از اصلاح وكربن فعال اصلاح شده با محلول هيدروكسيد ليتيم براي جذب كربن دي اكسيد مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش هاي جذب دريك راكتور بچ در محدوده دماي 30-90 درجه سيلسيوس و يك محدوده فشار 1 تا 9 بار براي بررسي سينتيك، ايزوترم و ترموديناميك فرآيند جذب انجام شد. مقايسه ميان جاذب هاي سيليكاژل و كربن فعال و نتيجه اثر مثبت كربن فعال بعد از اصلاح سطح با استفاده از هيدروكسيد ليتيم منجر به اصلاح سطح كربن فعال با غلظت هاي 12 تا 48 درصد غلظت هيدروكسيد ليتيم شد. براي تعيين شرايط عملياتي بهينه و مطلوب اثر دما، فشار، مقدار جاذب، اندازه ذرات، اثر سرعت همزن، اثر pH محلول و نوع كربن فعال مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه كربن فعال اصلاح شده با 24 درصد غلظت ليتيم هيدروكسيد (24Li-AC) بهترين عملكرد را براي جذب كربن دي اكسيد فراهم مي كند. هم چنين مطالعات سينتيكي نشان داد كه براي كربن فعال اصلاح شده، مدل سينتيكي مرتبه دوم براي دماي 30 و 50 و مدل سينتيكي الوويچ براي دماي 70 و 90 مناسب و براي ليتيم هيدروكسيد مدل مرتبه دوم مناسب است. پارامترهاي ترموديناميك كه براي تعيين نوع جذب، فيزيكي و شيميايي بودن، گرماگير يا گرمازا بودن انجام شد. با استفاده از مدل هاي ايزوترم مشخصات جاذب بعد از شناسايي جذب تك لايه و يا چند لايه امكان پذير بوده است. مدل ايزوترم اسپيس براي جذب كربن دي اكسيد بسيار مناسب بود. واژه‌هاي كليدي: جذب سطحي،كربن فعال، هيدروكسيد ليتيم، ايزوترم، دي‌اكسيد كربن، ترموديناميك، سينتيك

191934

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي شبيه سازي و كنترل فرآيند

دكتر احد قائمي