بررسی اثر متغیرهای عملیاتی و بهینه سازی فرایند جذب دی‌اکسیدکربن از گاز حاصل از احتراق توسط دی‌اتانول‌آمین با استفاده از روش سطح-پاسخ

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی کرمانشاه

2 گروه مهندسی شیمی، هیئت علمی دانشگاه صنعتی کرمانشاه

3 گروه مهندسی شیمی- دانشکده انرژی- دانشگاه صنعتی کرمانشاه

doi
10.22103/jsse.2019.2240
چکیده

در این پژوهش به منظور بررسی عملکرد محلول آبی دی‌اتانول‌آمین در فرایند جذب دی‌اکسیدکربن از گاز حاصل از احتراق، ضریب کلی انتقال جرم بر مبنای فاز گاز (KGaV) و شار انتقال جرم حجمی (NAaV) در شرایط عملیاتی مختلف شامل: دمای حلال ورودی 55-35 درجه سلسیوس، دبی گاز ورودی 100-50 لیتر بر دقیقه، دبی حلال ورودی 25/1-75/0 لیتر بر دقیقه، غلظت دی‌اکسیدکربن در گاز ورودی 15-5 درصد حجمی، بار حرارتی جوش‌آور 2/2-4/1 کیلووات و غلظت دی‌اتانول‌آمین در حلال 25-15 درصد وزنی، مورد بررسی قرار گرفت. جهت تحلیل نتایج و بهینه‌سازی شرایط از روش سطح-پاسخ باکس-بنکن استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش دبی حلال، دبی گاز، بار حرارتی جوش‌آور و غلظت دی‌اتانول‌آمین در حلال موجب افزایش مقادیر NAaV و KGaV می‌شود. با این حال افزایش غلظت دی‌اکسیدکربن در گاز ورودی مقدار NAaV و KGaV را به ترتیب افزایش و کاهش داد. تغییرات دما و غلظت دی‌اکسیدکربن در طول برج جذب نشان داد که جذب دی‌اکسیدکربن در نسبت‌های بالاتر دبی حلال به دبی گاز بیشتر می‌شود. با این حال افزایش طول برج بر افزایش میزان جذب تاثیرگذار است. در پایان بهینه‌سازی شرایط عملیاتی برج جذب انجام پذیرفت. حداکثر بودن همزمان مقدار NAaV و KGaV، تابع هدف در نظر گرفته شد. در شرایط عملیاتی بهینه مقادیر NAaV و KGaV به ترتیب به (kmol/h.m3) 01/15 و (kmol/h.m3.kPa) 07/3 به‌دست آمد.