دانشگاه رازی

افزایش انتشار کربن دی اکسید و پیامدهای ناشی از آن، توسعه فناوری‌های موثر برای جذب و بازیابی این گاز را به یکی از موضوعات مهم در فرایندهای جداسازی تبدیل کرده است. با وجود کاربرد گسترده حلال‌های آمینی، مصرف انرژی بالای مرحله بازسازی حلال از محدودیت‌های اصلی این فرایند است. در این پژوهش، فرایند دفع کربن دی اکسید از حلال دوفازی شامل تری‌اتانول‌آمین، نرمال‌بوتانول و آب با استفاده از سامانه فیلم ریزان اولتراسونیک به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شد. اثر دمای حلال، دبی جریان، ضخامت فیلم، ترکیب حلال و تعداد عبورها بر میزان دفع کربن دی اکسید ارزیابی و عملکرد سامانه در حضور و عدم حضور اولتراسوند مقایسه شد. سه ترکیب شامل ?? درصد وزنی تری‌اتانول‌آمین، ??، ?? و ?? درصد وزنی نرمال‌بوتانول و به‌ترتیب ??، ?? و ?? درصد وزنی آب در دمای ?? تا ?? درجه سلسیوس، دبی ? تا ?? میلی‌لیتر بر دقیقه و ضخامت‌های مختلف فیلم مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد افزایش دما موجب افزایش درصد دفع کربن دی اکسید شد؛ به‌طوری‌که در دمای ?? درجه سلسیوس و در حضور اولتراسوند، درصد دفع برای ترکیب‌های اول، دوم و سوم به‌ترتیب ?????، ????? و ????? درصد به دست آمد. در مقابل، افزایش دبی جریان از ? به ?? میلی‌لیتر بر دقیقه موجب کاهش درصد دفع شد. همچنین، کاهش ضخامت فیلم از ? به ? میلی‌متر و افزایش تعداد عبورها، دفع کربن دی اکسید را افزایش داد و برای ترکیب دوم، میزان دفع با افزایش تعداد عبورها به حدود ?? درصد رسید. مقایسه شرایط با و بدون اولتراسوند نشان داد که اعمال اولتراسوند در تمامی شرایط موجب افزایش درصد دفع شد که می‌تواند ناشی از ایجاد نوسانات و اختلاط در لایه مایع و بهبود انتقال جرم باشد. از نظر مصرف انرژی، افزایش دما اگرچه دفع کربن دی اکسید را افزایش داد، اما موجب افزایش انرژی مصرفی ویژه نیز شد. انرژی مصرفی ویژه برای ترکیب‌های اول، دوم و سوم با افزایش دما از ?? به ?? درجه سلسیوس، به‌ترتیب از ???? به ????، از ???? به ???? و از ???? به ???? مگاژول بر کیلوگرم کربن دی اکسید دفع‌شده افزایش یافت. در مجموع، نتایج نشان داد سامانه فیلم ریزان اولتراسونیک، در صورت انتخاب مناسب ترکیب حلال و شرایط عملیاتی، می‌تواند عملکرد فرایند دفع کربن دی اکسید را بهبود دهد؛ با این حال، انتخاب شرایط بهینه باید به‌صورت همزمان بر اساس میزان دفع و مصرف انرژی انجام شود.