ترجمه آماده مقاله


" Mathematical modeling and simulation of CO2 stripping from monoethanolamine solution using nano porous membrane contactors"


"شبیه سازی و مدل سازی ریاضی زدودن CO2 از محلول مونو اتانول امین با استفاده از کنتاکتورهای غشای نانومتخلخل"


مجله و سال


International Journal of Greenhouse Gas Control 2013


کلمات کلیدی


Membranes

Mathematical modeling

Mass transfer

CFD

Simulation


جیمیل:

 paper.for.mba@gmail.com


قیمت مقطوع 5 هزار تومان


با تشکر از اینکه این ترجمه ها را در اینترنت انتشار نمی دهید.


لینک دانلود مقاله




A novel model based on the finite element analysis by COMSOL software is built to simulate the flow and

concentration in a membrane contactor for stripping of CO2 at high operating temperature. A CFD model

was developed by solving the 2D Navier–Stokes equations as well as mass conservation equations for

steady-state conditions in polymeric membrane contactors. The model prognosticates the velocity fields

and the concentration of CO2 along the membrane under laminar flow regime. The membrane contactor

was divided into three compartments, i.e. tube, shell and microporous membrane. The model findings for

the stripping of CO2 using the membrane contactor were compared with the experimental data in order

to validate the proposed mass transfer model and showed great agreement. Moreover, the simulation

results showed that mass transfer resistance of gas phase has a minor effect on the CO2 stripping flux.

Increasing temperature and liquid phase velocity cause enhancement of CO2 stripping flux.


In recent years, the restriction of greenhouse gases emissions to

the environment has become a main issue in industrial processes

(Medina-Gonzalez et al., 2012; Porcheron and Drozdz, 2009). CO2

has been recognized as the most important greenhouse gas which

is released mostly by industrial activities. Absorption of CO2 into

amine solutions has been used as the most effective method for capture

of CO2. Back-absorption (stripping) of CO2 from amine solvents

is a major section of absorption–stripping process. The traditional

separation process for removal of CO2 from gas mixtures usually

takes place in two separated contacting columns; the first for CO2

absorption and the second for CO2 back-absorption or stripping.

These two units together form the CO2 removal plant. In fact, amine

absorption system, for example Petronas Fertilizer Co. in Malaysia

and Sleipner project in Norway are the most current CO2 capture

plants. Therefore, amine absorption of CO2 has been attracted a

lot of in-depth research (Chang and Shih, 2005; Koonaphapdeelert

et al., 2009).



شبیه سازی و مدل سازی ریاضی زدودن CO2 از محلول مونو اتانول امین با استفاده از کنتاکتورهای غشای نانومتخلخل

چکیده

به منظور شبیه سازی جریان و غلظت در یک کنتاکتور غشایی برای زدودن CO2 در دمای عملیاتی بالا، مدل جدید برپایه آنالیز عناصر محدود که به وسیله ی نرم افزار COMSOL ساخته شده است. با حل معادلات 2 بعدی Navier–Stokes و همچنین معادلات بقای جرم مدل CFD برای شرایط حالت پایدار در کنتاکتورهای غشای پلیمری، توسعه داده شد. مدل زمینه های سرعت و غلظت CO2 در امتداد غشاء تحت رژیم جریان باریک پیش بیننی می کند. کنتاکتورهای غشایی به سه محفظه تقسیم می شوند: تیوپ، پوسته وغشای میکرومتخلخل . یافته های مدل برای زدودن CO2 با استفاده از کنتاکتورهای غشایی با داده های تجربی و آزمایشی مقایسه شد تا به مدل انقتال جرم پیشنهاد شده اعتبار بخشیده و توافقات زیادی را نشان دهد. علاوه بر این، شبیه سازی نتایج نشان داد که مقاومت انتقال جرم فاز گازی اثری جزئی بر روی جریان زدودن CO2 دارد. افزایش دما و سرعت فاز مایع باعث افزایش جریان زدودن CO2 می شود.

1-     مقدمه

در سال های اخیر، محدود ساختن انتشار گازهای گلخانه ای به محیط زیست به یک موضوع اصلی در فرایندهای صنعتی تبدیل شده است (Medina-Gonzalez و همکارانش 2012، Porcheron و Drozdz 2009). CO2 بعنوان مهم ترین گاز گلخانه ای شناخته شده است که عمدتا توسط فعالیت های صنعتی منتشر می شود. جذب CO2 در محلول  آمین بعنوان موثرترین روش گرفتن و تسخیر CO2  به کار برده می شود. بازگرداندن جذب (زدودن) CO2 از محلول آمین بخش عمده ای از فرایند جذب- زدودن است. فرایند جداسازی و تفکیک سنتی به منظور حذف CO2 از مخلوط های گازی معمولا در دو ستون بدون تماس جداگانه انجام میگیرد، نخست برای جذب CO2 و سپس برای بازگرداندن جذب (زدودن) CO2. این دو واحد با یکدیگر نیروگاه (کارخانه) حذف کردن CO2 را تشکیل می دهند. در واقع، سیستم جذب آمین، برای مثال شرکت Petronas Fertilizer در مالزی و پروژه Sleipner در نروژ نیروگاه های کنونی بیشترین گرفتن و تسخیر CO2 هستند. از این رو، جذب CO2 توجه تحقیقات عمیق زیادی را به خود جلب کرده است  (Chang و Shih 2005، Koonaphapdeelert و همکارانش 2009)




اثر دمای تغذیه بر روی جریان دفع CO2 در شکل 8 نشان داده شده است. همان طور که در شکل می توان دید، جریان و شار زدودن CO2 با افزایش دمای عملیاتی در کنتاکتور غشا، افزایش می یابد. دما بر روی پارامترهای شیمیای و فیزیکی مثل فشار جزئی تعادل CO2 ، ثبات تعادلی واکنش شیمیایی، و ضریب انتشار تاثیر دارد. افزایش دما، به صورت تصاعدی موجب افزایش فشار جزئی تعادلی CO2 می گردد (معادله 16). در نتیجه، ثبات تعادل به خاطر افزایش فشار جزئی تعادلی CO2 ، کاهش می یابد.  مورد آخر اثبات می کند که افزایش دمای عملیاتی موجب افزایش در نیروی محرک به منظور زدودن CO2 از محلول MEA می گردد(Khaisri و همکارانش، 2011).