بررسي تجربي و شبيه سازي فرايند دفع دي اكسيد كربن از بستر كربن اكتيو با استفاده از روش المان هاي جزئي

Experimental investigation and numerical modeling of carbon dioxide desorption from activated carbon vessel by using of finite elements method

يكي از مهمترين فرايندهاي مورد استفاده در صنايع شيميايي، فرايند هاي جذب و دفع سطحي مي باشند. در اين مقاله ابتدا فرايند دفع دي اكسيد كربن را به صورت تجربي بر روي بستري از كربن اكتيو بررسي كرده ايم. در مرحله بعد با استفاده از يك هندسه دو بعدي و با روش عددي المان هاي جزئي به كمك نرم افزار comsol فرايند دفع دي اكسيد كربن را از بستري از ذرات كربن اكتيو مدل كرده و اثر برخي از پارامترهاي موثر بر فرايند دفع دي اكسيد كربن را بررسي كرده ايم. براي مدل سازي بستر كربن اكتيو در اين مقاله تغييرات در هر دو فاز ساكن و متحرك در دو حالت پايا و وابسته به زمان بررسي شده است. بر اساس نتايج گزارش شده در اين كار، ضريب انتقال جرم براي دي اكسيد كربن و فلاكس خروجي دي اكسيد كربن از ذرات بستر، جزء مهمترين پارامتر هاي موثر بر اين فرايند هستند.

Adsorption and desorption of substances in the surface of adsorbent materials are very important in various chemical industries. In this work, at first, desorption of carbon dioxide on activated carbon fixed bed were examined, then by using of a two dimensional geometry and finite elements method with COMSOL multiphysics software the desorption phenomena were simulated numerically. By using of the proposed numerical model the effects of some effective parameters were studied theoretically. Modeling of activated carbon fixed bed was performed for two fixed and mobile phases in the bed and in stationary and time dependent regimes. Based on the reported results in this work, the mass transfer coefficient and the outlet flux of carbon dioxide from the particles of bed are effective parameters on the desorption phenomenon.