28 شهریور 1400

محسن عباسی

مرتبه علمی: دانشیار
نشانی: دانشکده مهندسی نفت، گاز و پتروشیمی - گروه مهندسی شیمی
تحصیلات: دکترای تخصصی / مهندسی شیمی
تلفن: 07731221495
دانشکده: دانشکده مهندسی نفت، گاز و پتروشیمی

مشخصات پژوهش

عنوان
مدل سازی جذب گاز دی اکسید کربن در آب بوسیله تماس دهنده های غشایی نامتقارن الیاف میان تهی با در نظر گرفتن تخلخل موثر سطح
نوع پژوهش پارسا
کلیدواژه‌ها
Membrane contactor – hollow fiber membrane – mass transfer – mathematical modeling – wetting
پژوهشگران کبری نسیم افزا (دانشجو) ، سیدعبداللطیف هاشمی فرد (استاد راهنما) ، محسن عباسی (استاد مشاور)

چکیده

در این پژوهش فرآیند جذب گاز _ مایع در تماس دهنده غشایی الیاف میان تهی با الگوی جریان ناهمسو در حالت خشک مدل سازی شده است. مدل سازی ریاضی دوبعدی برای حل معادلات موازنه های جرم در نظر گرفته شده است. از آب خالص به عنوان فاز مایع در مجرای غشا و CO2 خالص به عنوان فاز گاز در قسمت پوسته استفاده می شود. بر خلاف دیگر پژوهش ها که تماس دهنده را سه ناحیه پوسته، غشا و لوله در نظر می گیرند در این مدل-سازی با تقسیم تماس دهنده غشایی نامتقارن به چهار بخش پوسته، لایه متراکم سطح غشا، بالک غشا و لوله، برای اولین بار اثر لایه متراکم سطحی غشاهای نامتقارن با تخلخل متفاوت نسبت به توده غشا در مدل لحاظ گردید. با حل همزمان معادلات پیوستگی و موازنه جرم روی جزء منتقل شونده در این چهار ناحیه، توزیع غلظت CO2 در راستای شعاعی و طولی در ماژول غشایی بدست آمد. تاثیر وجود مقاومت لایه متراکم سطح غشا روی این پروفایل-های غلظت با بهره گیری از مدل مقاومت سری و در نظر گرفتن تخلخل مؤثر سطح لحاظ گردید. برای محاسبه ضریب نفوذ مؤثر گاز در محیط متخلخل غشا در هر دو لایه سطحی و توده داخلی غشا از روابط دقیق تری نسبت به پژوهش های پیشین استفاده شد. نتایج این شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی برای چهار غشای مختلف مقایسه شد تا دقت مدل برای شرایط و غشاهای مختلف آنالیز شود که در همه ی موارد توافق بسیار خوبی میان نتایج مدل و داده های آزمایشگاهی مشاهده شد. نتایج مدل سازی نشان داد که با در نظر گرفتن لایه ی متراکم سطحی پیش-بینی فلاکس انتقال جرم با دقت بسیار بیشتری انجام خواهد شد. همچنین نتایج نشان داد افزایش سرعت مایع موجب بالا رفتن فلاکس جذب CO2 می شود. اثر پارامترهای سرعت فاز گاز در پوسته، تخلخل مؤثر سطح و تخلخل توده غشا و نیز دمای فاز مایع بر نتایج شبیه سازی بررسی شدند.