عنوان پایان‌نامه
مدل سازی و شبیه سازی شیرین سازی گاز طبیعی با استفاده از غشاهای زئولیتی نانو حفره
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی – فرآوری و انتقال گاز
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1445.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63208
- تاریخ دفاع
- ۲۱ خرداد ۱۳۹۳
- دانشجو
- امیر زال نژاد
- چکیده
- از مهم‌ترین آلاینده‌های گاز طبیعی، گازهای اسیدی همچون CO2 و SO2 است که اخیرا به حذف آنها توسط غشاء توجه بسیاری می‌شود. در صنعت نفت و گاز غشاهای مختلفی به‌منظور جداسازی دی اکسید کربن از متان به‌کار برده می‌شوند که از بین آنها غشاءهای خانواده‌ی سیلیکوآلومینوفسفات‌ها نسبت به دیگر انواع غشاءها کاربردی‌تر هستند. در این پژوهش مدل‌سازی و شبیه‌سازی حذف دی اکسید کربن از جریان‌های گازی توسط غشاء نانو زئولیتی SAPO-34 انجام شده است. میزان فلاکس عبوری از غشاء و رفتار اجزاء در طول غشاء توسط مدل استفان-ماکسول بررسی شده است. غشاء در نظر گرفته شده متشکل از سه بخش: داخل لوله، بخش غشاء و بخش محیط بیرون غشاء می‌باشد. معادلات پایای دو بعدی به همراه شرایط مرزی مناسب برای این بخش ها در نظر گرفته شده است. برای حل آنها از نرم‌افزارهای مطلب و COMSOL نسخه 2/4 استفاده شده است و تاثیر پارامترهای مختلف بر روی جذب بررسی شده است. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد که برای هر فشار می‌توان طول بهینه‌ای تعریف کردو نیز با افزایش فشار میزان جداسازی افزایش می‌یابد. نتایج مدل با داده‌های موجود در منابع علمی اعتبار سنجی شده است. و نتایج حاکی از آن است که داده‌های حاصل از مدل مربوط به نفوذ ماکسول-استفان با ادغام پارامترهای جذب لانگموئر با نتایج داده‌های آزمایشگاهی به خوبی تطابق دارد و می‌تواند برای این نوع غشاء پیش‌بینی خوبی به‌دست دهد.
- Abstract
- Recently, removing the acid gases such as CO2 and SO2 by membranes as the main pollutant factors has gain more consideration. In the oil and gas industry, to separate carbon dioxide from the methane, the Silico-alumino-phosphate membrane groups are more applicable than the other different types. In this study, removing the carbon dioxide from gas streams has been modeled and simulated by a nano-membrane zeolite SAPO-34. We have also investigated the amount of flux throughout the membrane as well as the components behavior using Stefan - Maxwell model. The membrane consists of three parts: the tube, membrane body and outside of the membrane. Modeling of the mentioned parts has been done by two-dimensional Steady state equations with appropriate boundary conditions. To solve and simulate the generated model, we used MATLAB and COMSOL software (Version 4.2) with considering the effects of various parameters on adsorption process. The results indicated that by increasing the pressure, more separation will take place and also we can define an optimum length for each pressure. The validation of model has been done using the literature data and results have shown that the permeation data of the Maxwell-Stefan model with Langmuir adsorption parameters have a sound prediction and coincidence with experimental data.
