شبيه سازي جذب گاز دي اكسيدكربن با محلول مونواتانول آمين در ميكروكانال با ديناميك سيالات محاسباتي

در این مطالعه شبیه سازی فرآیند انتقال جرم جذب دی اكسید كربن به وسیله محلول آبی مونواتانول آمین در میكروكانال در رژیم حلقوی توسط تكنیك دینامیك سیالات محاسباتی انجام شد. در این شبیه سازی از مدل دو فازی اویلرین-اویلرین همگن استفاده شده است. شبیه سازی بصورت سه بعدی برای جریان دو فازی شامل گازی حاوی دی اكسیدكربن- نیتروژن و محلول آبی مونواتانول آمین انجام شد. ضریب انتقال جرم در فاز مایع محاسبه گردید و همچنین اثرات نسبت ابعاد، سرعت گاز روی افت فشار، پروفایل سرعت و غلظت متوسط دیاكسیدكربن در فاز مایع مورد بررسی قرار گرفت. نتابج بررسی فرآیند انتقال جرم نشان داد كه ضریب انتقال جرم را میتوان در غالب عدد بدون بعد شروود توسط رابطه مناسب بیان كرد. همچنین نتایج نشان داد كه با افزایش سرعت گاز پروفایل سرعت نزدیك دیوار، افت فشار و غلظت دی اكسیدكربن در فاز مایع افزایش می یابد و منجر به افزایش انتقال جرم میشود. بررسی ابعاد میكروكانال نشان داد كه افزایش نسبت ابعاد میتواند منجر به كاهش پروفایل سرعت نزدیك دیواره و كاهش افت فشار گردد.

In this study a simulation was don for carbon dioxide absorption process in a microchannel by monoethanolamine solvent. The computational fluid dynamics method was applied in this simulation. A three dimensional simulation was done for two phase flow which carbon dioxide-nitrogen mixture and monoethanolamine aqueous were as gas and liquid phase’s respectively. The mass transfer coefficient in liquid phase was calculated in this study. The effect of some parameters such as gas flow rate and microchannel dimensions on pressure drop, velocity profile and carbon dioxide concentration in liquid phase was investigated. The results of carbon dioxide mass transfer rate investigations show that the mass transfer coefficient can be represented by a Sherwood proper correlation function. The inspection of results show that velocity gradient near wall, pressure drop and gas carbon dioxide concentration in liquid phase the increases by gas flow rate. This leads to an increase in mass transfer rate. In addition an increase in microchannel dimensions can be decreased velocity gradient near the wall and pressure drop.