مدل‌سازي و شبيه‌سازي غيرتعادلي فرآيند جذب واكنش‌دار CO2 در محلول آمونياكي هيدروكسيد سديم

Nonequilibrium modeling and simulation of reactive absorption of CO2 using ammonia and sodium hydroxide solution

در اين تحقيق فرآيند جذب واكنش‌دار دي اكسيدكربن در محلول آمونياكي هيدروكسيد سديم مدل‌سازي و شبيه‌سازي گرديد. براي مدل‌سازي فرآيند از مدل غير تعادلي مبتني بر سرعت به همراه مدل فيلمي با در نظر گرفتن انتقال جرم دوطرفه بين فازها استفاده شد. معادلات مدل شامل مجموعه اي از معادلات ديفرانسيل پاره اي و معمولي بوده كه با تركيب روش تفاضل محدود و روش خطوط به‌طور همزمان حل شدند. شبيه‌سازي با تعداد المان‌هاي مختلف برج جذب انجام گرديد. داده هاي تجربي به‌دست‌آمده از پايلوت جذب براي ارزيابي نتايج شبيه‌سازي فرآيند جذب دي اكسيدكربن در محلول آمونياكي هيدروكسيد سديم استفاده گرديد. شبيه‌سازي با تعداد 60 المان داراي حداكثر متوسط خطاي نسبي برابر 36/4 درصد به دست آمد. نتايج مدل با نتايج محاسبه انتقال جرم با فاكتور افزايش مقايسه گرديد. نتايج نشان داد كه مدل ارايه‌شده خطاي كمتري نسبت به مدل فاكتور افزايش انتقال جرم دارد.

In this research, carbon dioxide reactive absorption process in ammonia and sodium hydroxide solution was modeled and simulated. Rate based model with unsteady state film model was used in the process modeling considering two mass transfer directions. The model equations including a set of ordinary and partial differential equations were solved simultaneously using finite difference and method of lines. Simulation of the process was carried out using different stage numbers. Experimental data form absorption pilot plant was used for evaluation of the process simulation. The simulation with 60 stages has 4.36 percent minimum devotion. On the other hand, result from rate base model was compared with enhancement factor method. The results showed that simulation results were more accurate when rate based model has been used.