طراحی و ساخت یک واحد آزمایشگاهی برای جداسازی هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید از متان با استفاده از تماس دهنده غشایی

نویسندگان

تهران، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی شیمی و نفت

چکیده

جداسازی گازها با تماس‌ دهنده غشایی، دارای متغیرهای گوناگونی است که می‌بایست اثر آن‌ها در کارایی و عملکرد تماس دهنده در جداسازی مورد بررسی قرار گیرد. در این پژوهش سعی شده است یک واحد آزمایشگاهی برای جداسازی گازها با استفاده از تماس دهنده غشایی و با نگرش امکان مطالعه متغیرهای اثرگذار بر جداسازی طراحی و ساخته شود. برای بررسی عملکرد تماس دهنده نیز غشا از جنس پلی اترسولفون به‌ صورت تخت ساخته شد و کارایی آن در جداسازی هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید از متان آزمایش شد. جاذب استفاده شده در این پژوهش محلول آبی متیل دی اتانول آمین (MDEA) بود. ساختار غشای ساخته شده با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت و نشان داد که غشای ساخته شده دارای ساختار متخلخل می‌باشد. نتیجه ‌های آزمایش ‌های انجام شده نشان داد که در شدت جریان ثابت گاز، افزایش شدت جریان مایع موجب افزایش جداسازی م ی‌شود و در صورت ثابت بودن شدت جریان مایع نیز، افزایش شدت جریان گاز منجر به افزایش جداسازی می‌شود. اثر تغییر دما بر عملکرد تماس‌دهنده‌ی غشایی با کمک مخلوط سه جزیی انجام شد و نتیجه‌ ها نشان داد که افزایش دما میزان جداسازی هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید از متانرا افزایش می‌ دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Klaassen R., Feron P., Jansen A., Membrane Contactor Applications, Desalination, 224, p. 81 (2008).

[2] Mansourizadeh A., Ismail A.F., Hollow Fiber Gas–Liquid Membrane Contactors for Acid Gas Capture: A Review, Journal of Hazardous Materials, 171, p. 38 (2009).

[3] Li J.L., Chen B.H., Review of CO2 Absorption Using Chemical Solvents in Hollow Fiber Membrane Contactors, Separation and Purification Technology, 41, p. 109 (2005).

[4] Gabelman A., Hwang S.T., Hollow Fiber Membrane Contactors, Journal of Membrane Science, 159, p. 61 (1999).

[5] مرتضی افخمی‌پور، رضا آذین، شهریار عصفوری، مدل­سازی جذب انتخابی گاز هیدروژن سولفید توسط محلول متیل دی اتانول آمین در برج جذب پرشده، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، دوره 31، شماره2، ص. 27، (1391).

[6] گل‌محمد مجرد، اسماعیل فاتحی‌فر، سعید ساعدی، حذف زیستی هیدروژن سولفید در راکتور ایرلیفت بیوفیلمی سوسپانسیونی،نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، دوره 30، شماره2، ص. 1، (1390).

[7] Rajabzadeh S., Yoshimoto S., Teramoto M., Al-Marzouqi M., Matsuyama H., CO2 Absorption by Using PVDF Hollow Fiber Membrane Contactors with Various Membrane Structures, Separation and Purification Technology, 69, p. 210 (2009).

[8] Atchariyawut S., Jiraratananon R., Wang R., Separation of CO2 from CH4 by Using Gas–Liquid Membrane Contacting Process,Journal of Membrane  Science, 304, p. 163 (2007).

[9] Dindore V.Y., Brilman D.W.F., Geuzebroek F.H., Versteeg G.F., Membrane–Solvent Selection for CO2 Removal Using Membrane Gas–Liquid Contactors, Separation and Purification Technology, 40, p. 133 (2004).

[10] Hughes M. N., Centelles M. N., Moore K. P., Making and Working with Hydrogen Sulfide, The Chemistry and Generation of Hydrogen Sulfide in Vitro and Its Measurement in Vivo: A Review, Free Radical Biology & Medicine, 47, p. 1346 (2009).

[11] American Gas Association, "Gas Engineers Handbook: Fuel Gas Engineering Practices", Industrial Press, New York, NY, First Edition (1965).

[12] فرزاد آشوبی، "ساخت یک تماس­دهنده غشایی برای جداسازی H2S، CO2 و CH4، "، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، 1389.

[13] سید عباس موسوی، "بررسی ساخت غشاهای پلیمری به منظور جداسازی گازها"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، 1380.

[14] Kierzkowska-Pawlak H., Chacuk A., Kinetics of Carbon Dioxide Absorption into Aqueous MDEA Solutions, Ecological Chemistry and Engineering S, 17, p. 463 (2010).