مدلسازی و شبیه سازی راکتور غشایی تراوش تبخیری طی فرآیند استری شدن لوولینیک اسید با اتانول به منظور تولید اتیل لوولینات:آنالیز دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)
نویسندگان
1 'گروه مهندسی شیمی، دانشکده انرژی های تجدیچذیر، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، استان آذربایجان غربی، ایران
3 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه
doi
10.22075/jme.2021.22141.2014چکیده
در مطالعهی حاضر، عملکرد راکتور غشائی تراوش تبخیری طی واکنش استریفیکاسیون لوولینیک اسید با اتانول بر پایه روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به منظور تولید اتیل لوولینات، مدلسازی و شبیهسازی شده است. گرم شدن کره زمین ناشی از اثر گلخانه ای امروزه به عنوان یک مسئله مهم زیست محیطی شناخته میشود. از عوامل مهم اثر گلخانهای تولید اکسیدهای گوگرد، اکسیدهای نیتروژن و دی اکسید کربن می باشد که پس از احتراق سوخت تولید می شوند. از اینرو یکی از راهکارها برای حل این مشکل ، ماده افزودنی بر پایه زیست توده می باشد که منجر می شود سوخت در حین احتراق عملکرد بهتری را داشته باشد و از تولید گازهای مذکور در جو جلوگیری می کند. به همین منظور به عنوان یک راهکار حل مشکل مذکور در این تحقیق، یک مدل دو بعدی متقارن همدما برای راکتور غشائی تراوش تبخیری (PVMR)ارائه شده است. در این راستا پس از مدلسازی و شبیه سازی عملکرد راکتور بستر ثابت و مقایسهی نتایج آن با دادههای آزمایشگاهی، مشاهده گردید تطابق خوبی (1 درصدخطا) بین نتایج تئوری و آزمایشگاهی حاصل شده است. به منظور درک بهتر از کارائی راکتور غشائی تراوش تبخیری در طی واکنش استریفیکاسیون، تاثیر پارامترهای مختلف عملیاتی (دمای واکنش، دبی جریان خوراک، نسبت مولار خوراک و بارگذاری کاتالیست) بر روی مفاهیم درصد تبدیل لوولینیک اسید و درصد حذف آب بررسی شدهاند. به عنوان یک نتیجه کلی در تمامی شرایط عملیاتی، راکتور غشائی تراوش تبخیری نسبت به راکتور بستر ثابت معمولی(TR) عملکرد بهتری را نشان داده است.
