|
Title
|
2 كاربرد Cu-BTC در خالص سازي هيدروژن به روش جذب سطحي با تناوب فشار: مطالعه تعادلي و سنتيكي
|
|
Type
|
Thesis
|
|
Keywords
|
جاذب هسته پوسته، زئوليت، MOF، شبيه سازي، جذب سطحي.
|
|
Abstract
|
در اين پژوهش بررسي ساختار هسته پوسته و سنتز جاذب كامپوزتي از Cu-BTC و زئوليت 13X انجام مي شود گاز CO₂ به عنوان يكي از مهمترين عوامل گرمايش كره زمين ذهن دانشمندان را به خود معطوف كرده است و محققين را به بررسي سوخت هاي جايگزين سوق داده است از اين رو اهميت خالص سازي هيدروژن از ناخالصي ها مانند دي اكسيد كربن، مونوكسيد كربن، متان و نيتروژن تأكيد نيز در اينجا تاكيد شده است، چرا كه هيدروژن به عنوان يك حامل انرژي پاك، نقشي كليدي در صنايع پتروشيمي، پالايش نفت و توسعه انرژي ايفا مي كند. در ميان روش هاي مختلف جداسازي، فرآيند جذب سطحي تناوب فشار (PSA) به دليل بازدهي بالا و توانايي توليد هيدروژن با خلوص بسيار زياد (بيش از 99.99٪) و مصرف انرژي نسبتاً پايين، به عنوان روشي كارآمد شناخته مي شود. اساس اين فرآيند بر جذب انتخابي ناخالصي ها در فشار بالا و سپس دفع آن ها با كاهش فشار توسط يك جاذب جامد متكي است؛ بنابراين، انتخاب و درك رفتار جاذب نقش حياتي دارد. جاذب هاي جديدي مانند چارچوب هاي فلزي-آلي (MOFs) به دليل ساختار متخلخل منحصر به فرد، سطح ويژه بالا و قابليت تنظيم شيميايي، پتانسيل بالايي در جداسازي گازها از خود نشان داده اند.
در اين پژوهش سنتر و تاييد ساختار Cu-BTC به عنوان جاذبي نويد بخش اولين گام بوده است پس از آن، از آناليزهاي مختلفي مانند XRD براي تأييد ساختار بلوري و ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي جاذب استفاده شده است. در ادامه تلاش مي شود جاذب هاي كامپوزتي بانسبت هاي مختلف جاذب ها ساخته شود و تست هاي XRD، FTIR و ايزوترم جذب CO₂ و N₂ از اين جاذب ها گرفته مي شود. تعيين پارامترهاي سينتيكي و جذب گازهاي مختلف (هيدروژن و ناخالصي ها) بر روي جاذب هاي مورد مطالعه قرار گرفته است. براي اين منظور، يك دستگاه اندازه گيري ايزوترم به روش حجم سنجي طراحي، ساخته و مورد استفاده قرار گرفته است. اين دستگاه امكان اندازه گيري ايزوترم هاي جذب (مقدار گاز جذب شده در تعادل در دما و فشارهاي مختلف) و داده هاي سينتيكي جذب را فراهم مي كند. در ادامه، مدل سازي فرآيند PSA با استفاده از داده هاي تجربي و اصول حاكم بر انتقال جرم، مومنتوم و انرژي در بستر جاذب انجام شده است. يك مدل رياضي جامع براي شبيه سازي عملكرد فرآيند PSA با جاذب Cu-BTC و تركيب آن با جاذب هاي ديگر توسعه داده شده است. اين مدل شامل معادلات ديفرانسيل ج
|
|
Researchers
|
Masoud Mofarahi (First primary advisor) , Hossein Rahideh (Advisor)
|