بررسي فرايند جذب گاز دي‌اكسيدكربن در ميكروراكتور توسط حلال تركيبي پتاس- گليسيرين

Investigation of carbon dioxide absorption process in a microreactor by potash-glycerol hybrid solvent

در سال‌هاي اخير حذف گاز دي‌اكسيدكربن به عنوان مهمترين گاز گلخانه‌اي مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش عملكرد حلال تركيبي پتاس- گليسيرين در فرآيند جذب دي‌اكسيدكربن با استفاده از ميكروراكتور مطالعه شده است. آزمايش‌ها در شرايط عملياتي مختلف شامل: جريان حلال ورودي (8-4 ميلي ليتر بر دقيقه)، غلظت حلال پتاسيم هيدروكسيد (7/0 – 3/0 مولار) و غلظت گليسيرين (30 - 0 درصد وزني) در دماي ثابت 40 درجه سلسيوس انجام شد. درصد جذب كربن‌دي‌اكسيد و ضريب كلي انتقال جرم حجمي برمبناي فاز گاز (KGav) به عنوان پاسخ در نظر گرفته شد. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش مقدار گليسيرين به عنوان يك حلال فيزيكي از صفر تا 30 درصد وزني، درصد جذب از 13/59 به 1/66 درصد افزايش مي‌يابد. همچنين افزايش غلظت گليسيرين عليرغم افزايش گرانروي سيال منجر به افزايش ضريب كلي انتقال جرم از kmol/m3.hr.kPa 50/55 به 53/66 در ميكروراكتور مي‌شود. مقايسه مقادير گزارش شده KGav در اين پژوهش با مقادير محاسبه شده براي منواتانول‌آمين در يك برج پرشده نشان داد كه ضريب كلي انتقال جرم حجمي بر مبناي فاز گاز در ميكروراكتور حدود 60 برابر بزرگ‌تر از يك برج پرشده است كه نشان دهنده عملكرد بهتر انتقال جرم ميكروراكتور مي‌باشد.

In recent years, the removal of carbon dioxide as the most important greenhouse gas has been noticed. In this study, the performance of potash-glycerol hybrid solvent in the process of carbon dioxide absorption was investigated using a microreactor. Experiments have been done under different conditions include: flow of inlet solvent (4-8 ml/min), potassium hydroxide concentration (0.3- 0.7 M) and glycerol concentration (0-30 wt.%) at constant temperature of 40 °C, and the percentage of carbon dioxide absorption and the overall volumetric mass transfer coefficient based on gas phase (KGav) have been considered as response. According to the results, with increasing glycerol concentration as physical solvent from 0 to 30 wt. %, the absorption efficiency increases from 59.13 to 66.1%. Also, by increasing glycerol concentration despite increased fluid viscosity, the overall volumetric mass transfer coefficient increases from 55.50 to 66.53 kmol/m3.hr.kPa. Comparison of the reported values for KGav in this study with the values published for monoethanolamine in the packed tower shows that the overall volumetric mass transfer coefficient in the microreactor is about 60 times larger, indicating better microreactor mass transfer performance.