جداسازی مخلوط گازی کربن دی‌اکسید و نیتروژن با روش جذب سطحی با تناوب فشار- خلاء

نوع مقاله: کوتاه پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی

2 بوشهر، دانشگاه خلیج فارس، دانشکده فنی و مهندسی، بخش مهندسی شیمی

چکیده

به ‌طور معمول یکی از مرحله‌ های پرهزینه در صنایع شیمیایی و پتروشیمی، جداسازی است. فرایند جذب سطحی با تناوب فشار در جداسازی و خالص ‌سازی گازها کاربرد وسیعی دارد. به منظور توسعه این فرایند یک طرح نیمه صنعتی تناوب فشار ـ خلاء شامل 4 بستر جذب به طول یک متر و به قطر خارجی 5 /3 سانتی ‌متر، مجهز به پمپ خلأ، سامانه ‌های کنترل و تجزیه، در دانشگاه تربیت مدرس راه ‌اندازی شده است. به منظور آزمایش این طرح نیمه صنعتی، جداسازی مخلوط گازی نیتروژن و کربن دی اکسید، به ‌عنوان گاز احتراق، با استفاده از جاذب زئولیت X 13 مورد بررسی قرار گرفت. در این فرایند بسترها 8 مرحله شامل افزایش فشار با خوراک، جذب در فشار بالا، متعادل‌ سازی فشار برای کاهش فشار، تخلیه، متعادل‌ سازی فشار برای افزایش فشار، پاک سازی در فشار متوسط، تخلیه در خلاء و پیش ‌بارگیری را طی می‌کنند. مطالعه‌ ها در بازه‌ی فشار 7/2 تا 7/4 بار و زمان سیکل ‌های گوناگون 400 تا 640  ثانیهای و شدت جریان‌های فراورده گوناگون (1 تا 3 لیتر در دقیقه) انجام گرفت. تأثیر پارامترهای فشار، زمان سیکل و شدت جریان فراورده بر روی خلوص و بازیابی مطالعه شد. طی آزمایش ‌های انجام شده، بیشترین درصد خلوص به دست آمده مربوط به فشار 7/3 بار در زمان سیکل 560 ثانیه است که خلوص 6/97% برای فراورده (کربن دی اکسید) را به همراه داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Gomes V., Yee K., Pressure Swing Adsorption for Carbon Dioxide Sequestration from Exhaust Gases, Separation and Purification Technology, 28(2), p. 161 (2002).

[2] دلاوری امرئی، ح.؛ مهرنیا، م.؛ منتظررحمتی، م.م.؛ مروری کوتاه بر جاذب های مورد استفاده در جداسازی دی اکسید کربن از گاز دودکش­ها، مجله مهندسی شیمی ایران، (53) 9، (2011)

[3] Pellerano M., Pré P, Kacem M., Delebarre A., CO2 Capture by Adsorption on Activated Carbons Using Pressure Modulation, Energy Procedia, 1, p. 647 (2009).

[4] Chang D., Min J., Moon K., Park Y-K., Jeon J.K., Ihm S.K., Robust Numerical Simulation of Pressure Swing Adsorption Process with Strong Adsorbate CO2, Chemical Engineering Science, 59, p. 2715 (2011).

[5] واشقانی فراهانی، ا.؛ ابراهیم نژاد، م.؛ پاک سرشت، س.؛ رشیدی، ع.؛ امکان سنجی استفاده از جذب سطحی برای جداسازی نیتروژن از متان، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2 و 1) 21، (1381). 

[6] Sayari A., Belmabkhout Y., Serna-Guerrero R., Flue Gas Treatment via COAdsorption, Chemical Engineering Journal, 171, p. 760 (2011).

[7] Cavenati S., Grande C., Rodrigues A., Layered Pressure Swing Adsorption for Methane Recovery from CH4/CO2/N2 Streams, Adsorption, 11, p. 549 (2005).

[8] Songolzadeh M., Soleimani M., Carbon Dioxide Capture and Storage: A General Review on  Adsorbents, World Academy of Science, Engineering and Technology,70, p. 213 (2012).

[9] Minh T.H., Guy W.A., Dianne E., Reducing the Cost of CO2 Capture from Flue Gases Using Pressure Swing Adsorption, Ind. Eng. Chem. Res, 47(14), p. 4883 (2008).