بررسی و مطالعه ی میزان حلالیت دی اکسید کربن در مخلوط آمین ها و نانو ذرات
تشدید روزافزون معضلات زیست‌محیطی همچون گرمایش زمین، کاهش منابع آب و نابودی تنوع زیستی، به یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های بسیاری از کشورهای جهان تبدیل شده است. گرمایش زمین اثرات نامطلوبی همچون آب شدن یخ‌های قطبی، بالا رفتن سطح آب دریاها، تغییرات آب و هوا و میزان بارش دارد.
بیشترین سهم افزایش دما که از اواسط قرن بیستم در کره زمین مشاهده شده است، مربوط به گازهای گلخانه‌ای از جمله دیاکسیدکربن تولیدی توسط صنایع می‌باشد. از این رو توجه همگان به کاهش تولید روز افزون گاز دیاکسیدکربن، به عنوان موثرترین گاز در زمینه گرمایش زمین جلب شده است.
در این پژوهش به بررسی میزان حلالیت دیاکسیدکربن در مخلوط متیل‌دی‌اتانول آمین و پیپرازین در محدوده غلظت‌های وزنی 5 الی 15 درصد وزنی برای متیل‌دی‌اتانول‌آمین و نسبت وزنی پیپرازین به متیل‌دی‌اتانول آمین 0 تا 3 0 درصد در حضور نانوذرات پرداخته شد. هدف اصلی از انجام این تحقیق، بررسی اثر افزودن نانو ذرات SiO2 با قطر 15 الی 20 نانومتر به مخلوط آمین‌ها در بالا بردن میزان و سرعت جذب دیاکسیدکربن می‌باشد.
آزمایشها در یک راکتور با حجم داخلی 360 میلیلیتر در فشار‌های مختلف بین 750 الی 1300 کیلوپاسکال و در سه دمای 313، 323 و 333 کلوین انجام شدند. نتایج نشانگر این موضوع بودند که افزایش فشار موجب افزایش میزان جذب و افزایش دما در فشار ثابت منجر به کاهش میزان جذب می‌شود. همچنین نتایج بیانگر آن بود که با افزودن مقدار بسیار اندکی (15 0 درصد وزنی) نانوذره به درون مخلوط آمین‌ها، می‌توان میزان جذب دیاکسیدکربن را افزایش داد.
دلیل این افزایش جذب، کمک به پدیده انتقال جرم توسط نانوذرات به عنوان ذرات واسطه، همچنین جذب فیزیکی دیاکسیدکربن توسط نانو ذرات می‌باشد. پس استفاده از نانوذرات موجب کاهش هزینه‌های شیرین‌سازی و افزایش راندمان این فرآیندها می‌شود.
در نهایت با استفاده از دادههای آزمایشگاهی شامل حلالیت، فشار جزئی، دما و غلظت محلولها ثابتهای تعادلی محلول متیل‌دی‌اتانول‌آمین، پیپرازین و نانوسیلیکا با استفاده از روش کنت-آیزنبرگ بدست آمدند که بهمنظور طراحی و شبیهسازی فرآیندهای مشابه می‌توان از این ثابتها استفاده نمود. نتایج نشان میدهد که تطابق خوبی بین دادههای آزمایشگاهی و نتایج مدلسازی وجود دارد.
اساتید راهنما: دکتر سیاوش ریاحی، دکتر مژگان عباسی
سال انتشار: شهریور 1396
