شبيه سازي بسترثابت جذب سطحي براي جداسازي بنزوتيوفن با استفاده از نرم افزار COMSOL

Simulation of adsorption fixed bed for benzothiophene separation using COMSOL software

جداسازي تركيبات سولفور موجود در سوخت هاي مورد استفاده در حمل و نقل جاده اي، توجه بسياري از محققين را به خود جلب كرده است. از آنجايي كه شبيه سازي ديناميكي فرايند جذب سطحي در يك بستر، پروفيل غلظت در طول بستر را پيش بيني مي كند، در اين تحقيق شبيه سازي فرايند جذب سطحي بنزوتيوفن (C8H6S) با غلظت ورودي ppmw 250 در يك فاز مايع با دبي cc/min 5 ، در يك بستر ثابت به طول mm 300 كه با زئوليت A-NaY پر شده است، با استفاده از نرم افزار COMSOL انجام شده است. نتايج پروفيل هاي غلظت در طول بستر نشان ميدهند كه غلظت خروجي بنزنتيوفن بسيار كم و نزديك به صفر است. همچنين نتايج به دست آمده با داده هاي تجربي مقايسه گرديده و درستي آنها اثبات گرديده است. سپس اثرات تغيير پارامترهاي طراحي و عملياتي مانند غلظت ورودي و ارتفاع بستر بر عملكرد اين برج مورد بررسي قرار گرفته اند. نتايج حاصل نشان مي دهند كه با كاهش غلظت ورودي، زمان منحني هاي غلظت كمتر شده و نيز بستري با طول كمتر براي جداسازي مورد نياز است. همچنين اگر با همان غلظت ppmw 250 بستري با طول كمتر از mm 220 انتخاب كنيم غلظت خروجي ديگر صفر نخواهد بود.

The separation of sulfur compounds in fuels for on-road vehicle has attracted the attention of many researchers. Since the dynamic simulation of the surface adsorption process in a fixed bed predicts the behavior of conventration profile, in this research the simulation of the surface adsorption process of benzothiophene (C8H6S) with an input concentration of 250 ppmw in a liquid phase with a flow rate of 5 cc/min, in a fixed bed with 300 mm length filled with A-NaY zeolite, was carried out using COMSOL software. The results of conventration profile along the bed show that the outlet concentration of benzenethiophene is very low and close to zero. Also, the obtained results have been compared with experimental data and the acceptable agreement has been observed. Then, the effects of changing the design and operating parameters such as inlet concentration and bed length on the performance of this bed have been investigated. The results show that by reducing the input concentration, a bed with a shorter length is needed for separation, and also if we choose a bed with a length less than about 220 mm with the same concentration of 250 ppmw, the output concentration will not be zero.