مدل سازي جذب گاز - مايع در تماس دهنده غشاي نامتقارن الياف تو خالي با در نظر گرفتن تخلخل مؤثر سطح

در این پژوهش فرآیند جذب گاز _ مایع در تماس دهنده غشایی الیاف تو خالی با الگوی جریان ناهمسو مدل سازی شده است. مدل سازی ریاضی دوبعدی برای حل معادلات موازنههای جرم در نظر گرفته شده است. از آب خالص به عنوان فاز مایع در مجرای غشا و CO2 خالص به عنوان فاز گاز در قسمت پوسته استفاده میشود. مدل سازی با تقسیم تماس دهنده غشایی پلی وینیلیدین فلوراید ( PVDF ) نامتقارن به چهار بخش پوسته، لایه متراكم سطح غشا، بالك غشا و لوله انجام شد. با حل همزمان معادلات پیوستگی و موازنه جرم روی جزء منتقل شونده در این چهار ناحیه, توزیع غلظت CO2 در راستای شعاعی و طولی در مدول غشایی بدست آمد. تاثیر وجود مقاومت لایه متراكم سطح غشا روی این پروفایلهای غلظت با بهره گیری از مدل مقاومت سری و در نظر گرفتن تخلخل مؤثر سطح لحاظ گردید. نتایج این شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی توافق بسیار خوبی نشان داد. نتایج مدل سازی نشان داد كه افزایش سرعت مایع موجب بالا رفتن فلاكس جذب 2CO میشود.

In this study, the gas liquid absorption process in hollow fiber membrane module with counter current flow pattern was modeled. Two dimensional mathematical modeling were considered for mass balance equation solution. Pure water as the liquid phase in tube and pure CO2 as gas phase in shell was used. The modeling was done by dividing asymmetric PVDF membrane contactor into four parts: shell, dense skin layer, bulk of membrane and tube. The CO2 concentration in the radial and axial distribution in the membrane module was obtained by solving the equations of continuity and the mass balance equations in the four parts simultaneous. Effect of skin dense layer resistance in concentration profiles were considered by using series resistance model and effective surface porosity. The results of the simulation showed good agreement with the experimental data. The modeling results showed that increasing liquid velocity increase flux of CO2 absorption.