مطالعه پارامترهاي موثر بر عملكرد تماس دهنده هاي غشايي الياف تو خالي براي جداسازي دي اكسيدكربن از گاز طبيعي

Study of the Effective Parameters on the Performance of Hollow Fiber Membrane Contactors in CO2 Separation from Natural Gas

تماس دهندههاي غشايي تجهيزاتي هستند كه امكان تماس مستقيم يك فاز گازي و يك فاز مايع را به منظور انتقال جرم بين آنها، بدون پراكنده شدن يك فاز در ديگري فراهم ميآورد. مهمترين كاربرد اين سيستم ها در شيرين سازي گاز طبيعي وحذفگاز كربن دي اكسيد (CO2) از آن ميباشد. جريان گاز محتوي CO2 در يك سمت غشا و يك محلول جاذب در سمت ديگر غشا جريان مييابد. نقش غشا در اين فرايند، افزايش سطح تماس بين فاز گاز و مايع ميباشد. تماس دهندههاي غشايي معمولاً بصورت غشاهاي آبگريز ريز متخلخل الياف توخالي ساخته ميشوند. از آنجاييكه غشا آبگريز است، به مايع اجازه عبور از ميان حفرههاي غشا و وارد شدن به سمت جريان گاز را نميدهد..اين فرايند در مقايسه با فرايندهاي مرسوم حذف CO2 چندين مزيت دارد كه مهمترين آنها سطح تماس به ازاي حجم بسيار بالا و كنترل سادهتر جريانهاي گاز و مايع ميباشد.هدف اصلي اين مقاله، مطالعه بر روي شيرين سازي گاز طبيعي با استفاده از تماس دهندههاي الياف توخالي و بررسي مطالعاتي بر پارامترهاي موثر بر بازده وعملكرد فرايند جذب شامل خيسشدگي غشا، جاذبهاي مايع، مشخصات غشا و شرايط عملياتي مي باشد و همچنين روابط انتقال جرم كه فرايند جذب را در اين سيستمها توصيف ميكند نيز آورده شده است.

Membrane contactor is a device which enables direct contact between gas and liquid phases without scattering in each other. Among several industrial and scientific examples, natural gas sweetening is the most important application of membrane contactor. Gas stream consists of natural gas, enters to the one side of membrane and absorbent phase flows in the other side. Membrane provides an interfacial surface which increases the rate of mass transfer between gas and liquid phases. Hollow fiber membranes utilized in membrane contactor should have hydrophobic surface property to prevent the liquid phase from penetrating to the porous structure. Otherwise, a huge increase in mass transfer resistance would be observed. In comparison to the conventional packed or tray towers, membrane contactor benefits from high interfacial mass transfer surface and very easy flow control as well as process operation. This article in addition to the application of mass transfer equations in simulation and modeling of membrane contactor; mainly focuses on the natural gas sweetening and analysis of the influential parameters on the performance and absorption process such as membrane wettability, liquefied absorbents, membrane characteristics and operational conditions.