مدل‌سازي رياضي جداسازي دي اكسيد كربن از مخلوط گازي نيتروژن و دي اكسيد كربن توسط تماس دهنده غشايي الياف توخالي پلي پروپيلن در حضور محلول آمين ها

Mathematical modeling of carbon dioxide separation from gaseous mixture N2/CO2 using polypropylene hollow membrane contactor in the presence of aqueous amines

در اين مقاله مدل‌سازي رياضي دفع دي?اكسيد?كربن از مخلوط گازي نيتروژن و دي?اكسيد?كربن در حضور آمين ها در يك تماس?دهنده?غشايي الياف تو خالي پلي?پروپيلن بررسي مي شود. مدل‌سازي در هر دو جهت شعاعي و محوري بر مبناي حالت كاملاً مرطوب براي جريان غيرهمسوي گاز-مايع مورد بررسي قرار مي گيرد. براي ارزيابي مدل، نتايج حاصل از اين مدل‌سازي با داده‌هاي تجربي و نتايج حاصل از نرم افزار COMSOL با يكديگر مقايسه مي شوند. نتايج نشان مي دهد كه درصد دفع CO2 با افزايش دبي جريان مايع، تعداد الياف ها، طول غشا، غلظت حلال و نسبت تخلخل به انحنا افزايش مي‌يابد، ولي با افزايش دبي جريان گاز كاهش مي يابد. همچنين، نتايج نشان داد كه درصد دفع CO2به وسيله اين غشا بيشتر ازغشاي پلي وينيليدن دي فلورايد و پلي تترافلورو اتيلن در حضور منواتانول آمين است. نهايتا، نتايج نشان داد كه با افزايش خيس شدگي ميزان جداسازي اين گاز كاهش مي يابد.

In this paper, the mathematical modeling of carbon dioxide removal from the gas mixture of N2/CO2 in a polypropylene hollow fiber membrane contactor in the presence of amines is studied. Modeling was performed in both axial and radial directions under the fully-wet condition for countercurrent gas-liquid flow arrangement. To evaluate the model, the results of this model with experimental data and results of COMSOL software were compared. The results showed that, the CO2 removal efficiency increased with the increase of the liquid flow rate, number of fibers, membrane length,porosity-to-tortuosity ratio and solvent concentration, but, decrease by increasing gas flow rate. The results show that percentage of CO2 removal by the polypropylene hollow fiber membrane is higher than the polyvnildeflouride and polytetrafluroethylene hollow fiber membranes in the presence of MEA. Finally, the results showed that by increasing the wetting, the removal of gas is reduced.