عنوان پایان‌نامه
بررسی و مطالعه ی میزان حلالیت دی اکسید کربن در مخلوط آمین ها و نانو ذرات
- رشته تحصیلی
- مهندسی فرآوری و انتقال گاز
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 241;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81643;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1866.;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 241;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81643;کتابخانه پردیس یک فنی شم
- تاریخ دفاع
- ۲۶ شهریور ۱۳۹۶
- دانشجو
- فرزین سقندلی
- استاد راهنما
- سیاوش ریاحی, مژگان عباسی
- چکیده
- تشدید روزافزون معضلات زیست‌محیطی همچون گرمایش زمین، کاهش منابع آب و نابودی تنوع زیستی، به یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های بسیاری از کشورهای جهان تبدیل شده است. گرمایش زمین اثرات نامطلوبی همچون آب شدن یخ‌های قطبی، بالا رفتن سطح آب دریاها، تغییرات آب و هوا و میزان بارش دارد. بیشترین سهم افزایش دما که از اواسط قرن بیستم در کره زمین مشاهده شده است، مربوط به گازهای گلخانه‌ای از جمله دیاکسیدکربن تولیدی توسط صنایع می‌باشد. از این رو توجه همگان به کاهش تولید روز افزون گاز دیاکسیدکربن، به عنوان موثرترین گاز در زمینه گرمایش زمین جلب شده است. در این پژوهش به بررسی میزان حلالیت دیاکسیدکربن در مخلوط متیل‌دی‌اتانول آمین و پیپرازین در محدوده غلظت‌های وزنی 5 الی 15 درصد وزنی برای متیل‌دی‌اتانول‌آمین و نسبت وزنی پیپرازین به متیل‌دی‌اتانول آمین 0 تا 3/0 درصد در حضور نانوذرات پرداخته شد. هدف اصلی از انجام این تحقیق، بررسی اثر افزودن نانو ذرات SiO2 با قطر 15 الی 20 نانومتر به مخلوط آمین‌ها در بالا بردن میزان و سرعت جذب دیاکسیدکربن می‌باشد. آزمایشها در یک راکتور با حجم داخلی 360 میلیلیتر در فشار‌های مختلف بین 750 الی 1300 کیلوپاسکال و در سه دمای 313، 323 و 333 کلوین انجام شدند. نتایج نشانگر این موضوع بودند که افزایش فشار موجب افزایش میزان جذب و افزایش دما در فشار ثابت منجر به کاهش میزان جذب می‌شود. همچنین نتایج بیانگر آن بود که با افزودن مقدار بسیار اندکی (15/0 درصد وزنی) نانوذره به درون مخلوط آمین‌ها، می‌توان میزان جذب دیاکسیدکربن را افزایش داد. دلیل این افزایش جذب، کمک به پدیده انتقال جرم توسط نانوذرات به عنوان ذرات واسطه، همچنین جذب فیزیکی دیاکسیدکربن توسط نانو ذرات می‌باشد. پس استفاده از نانوذرات موجب کاهش هزینه‌های شیرین‌سازی و افزایش راندمان این فرآیندها می‌شود. در نهایت با استفاده از دادههای آزمایشگاهی شامل حلالیت، فشار جزئی، دما و غلظت محلولها ثابتهای تعادلی محلول متیل‌دی‌اتانول‌آمین، پیپرازین و نانوسیلیکا با استفاده از روش کنت-آیزنبرگ بدست آمدند که بهمنظور طراحی و شبیهسازی فرآیندهای مشابه می‌توان از این ثابتها استفاده نمود. نتایج نشان میدهد که تطابق خوبی بین دادههای آزمایشگاهی و نتایج مدلسازی وجود دارد. ( %83/99=R-sq )
- Abstract
- Global warming, reducing water resources and destroying biodiversity cause serious environmental problems. Global warming has a lot of destructive effects on human life, such as melting polar ice caps, increasing sea level, and climate change. Researches show that greenhouse gases, especially carbon dioxide (CO2), have the most role on global warming. Therefore, most studies are focused on decreasing carbon dioxide as the most prominent greenhouse gas. This study investigates carbon dioxide solubility in aqueous solution of methyl diethanolamine (5-15 wt%) and piperazine (0-03 %) in the presence of SiO2 nanoparticles. The main goal of this study is to investigate the effect of adding SiO2 nanoparticles into the amine solution on CO2 solubility. Experiments were carried out in the reactor with an internal volume of 360 mL made of stainless steel over a temperature range of 313.15 K to 333.15 K and pressures of 750 to 1300 kPa. The results show that the solubility of CO2, increases by increasing pressure in a constant temperature and decreasing temperature at constant pressure. Furthermore, it was found that the solubility of CO2 increases by the addition of nanoparticle (0.15 wt%) to the solution. Finally, the improved Kent-Eisenberg model was used to correlate experimental results of the solubility data in the amine solution. It was concluded that there is a good agreement between experimental and predicted results. Keywords: Carbon dioxide absorption; Methyl diethanolamine; Piperazine,
