بررسی عوامل موثر بر فرآیند تولید نیتروژن خالص از هوا با جذب سطحی
[پایاننامه]
/محجوبه ایزد امیری
: مهندس شیمی
، ۱۳۹۲
۸۲ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
مهندسی فرآیند
۱۳۹۲/۰۷/۰۰
صنعتی سهند
گاز نیتروژن در صنایع شیمیایی کاربرد فراوان دارد . روش جذب سطحی به دلیل سادگی، انعطاف پذیری و اقتصادی بودن بر دیگر روشها ترجیح داده میشود. در دهههای اخیر، فرآیند جداسازی گاز از طریق جذب سطحی، رشد چشمگیری داشته است . لذا در این پژوهش به مطالعه ستون جذب و مکانیسم عملکرد جذب اکسیژن هوا و تولید نیتروژن میپردازیم .جاذب مورد استفاده در این فرآیند، جاذب غربال مولکولی کربن (CMS) میباشد. به دلیل اختلاف در سرعت جذب اکسیژن و نیتروژن بر روی این جاذب، فرآیند جداسازی صورت میگیرد. برای بررسی عملکرد این فرآیند، ابتدا پایلوتی مناسب که طول بستر جذب پرشده از جاذب آن ۵۵ سانتیمتر با قطر داخلی ۱ اینچ میباشد، راه اندازی شد .سپس اثر تغییر پارامترهای مهم دبی خوراک و فشار بستر روی مکانیسم سیستم مورد بررسی قرار گرفت و تأثیر این دو پارامتر بر روی مقادیری مانند گرم جذب شونده به ازای گرم جاذب در زمان اشباع(Wsat) ، زمان رخنه، زمان اشباع و همچنین درصد استفاده نشده بستر مورد بررسی قرار گرفت .برای مدل کردن دادههای آزمایشگاهی از چهار ایزوترم فرندلیچ، لانگمویر،BET و روبینین-رادشکویچ استفاده شد و ایزوترم مناسب برای آن انتخاب شد. ضرایب انتقال جرم و اینکه کدام مرحله کنترل کننده جذب میباشد نیز مورد مطالعه قرار گرفت . در نهایت، بررسیها نشان داد که شکل منحنی رخنه تقریبا s شکل میباشد .نتایج حاصل از این ارزیابیها نشان میدهد با افزایش فشار و کاهش دبی ورودی خوراک، زمان رخنه و زمان اشباع افزایش مییابد .بیشترین میزان زمان رخنه و زمان اشباع در فشار ۵/۵ اتمسقر و دبی ۲/۵ لیتر بر دقیقه روی میدهد که زمان آن به ترتیب برابر با۱۱۸ ، ۱۴۴ ثانیه میباشند .همچنین مشخص شد که ایزوترم فرندلیچ به خوبی جذب سطحی اکسیژن را بر روی جاذب CMS مدل میکند .طول استفاده نشده بستر با تغییر دبی تغییری نمییابد و با افزایش فشار به میزان ناچیزی افزایش مییابد .سرعت نشستن اکسیژن بر روی غربال مولکولی کربن زیاد میباشد که محاسبات سرعت انتقال جرم نیز آن را تأیید میکند