التعزيز الفعال لنقل كتلة ثاني أكسيد الكربون في عمود متذبذب محير: دراسة مقارنة
DOI:
https://doi.org/10.52716/jprs.v14i4.783الملخص
تمت دراسة نقل كتلة ثاني أكسيد الكربون إلى الماء في عمود مذبذب متعدد الفتحات (OBC) يعمل في نظام شبه الدفعة (طور سائل دفعي وطور غاز مستمر). تم اختبار تأثير نوع العمود ومعدلات تدفق الغاز الداخلي وظروف التذبذب على نسبة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الطور الغازي وتركيز ثاني أكسيد الكربون في الماء وتدفق الكتلة. أجريت التجارب على مدى واسع من ظروف التذبذب المعبرعنها بعدد رينولدز المتذبذب المعدل (0-1450) ومعدل التهوية، حجم الغاز لكل حجم سائل في الدقيقة (0-1). يتكون تيار الغاز الداخل من 15٪ v / v CO2 والباقي هو نيتروجين المستخدم لمحاكاة انبعاث تيارات غاز المداخن في الصناعات. أظهرت النتائج أن تعزيز نقل الكتلة يزداد مع التذبذب (التردد والسعة) بسبب تحسن الخلط في ال OBC . أظهر OBC تحسينًا أعلى في نقل كتلة CO2 في الماء أكثر من ذلك الذي تم الحصول عليه باستخدام عمود فقاعي (BC) (عمود أملس بدون حواجز وتذبذب)، وعمود بحواجز (بدون تذبذب). كان الحد الأقصى لتعزيز تدفق كتلة ثاني أكسيد الكربون الذي تم تحقيقه فيOBC هو 10 أضعاف اكثر من BC عند عدد رينولدز المتذبذب المعدل 1449 ومعدل حجم الغاز = 0.8.
المراجع
References:
F. Khosroabadi, A. Aslani, K. Bekhrad, and Z. Zolfaghari, “Analysis of Carbon Dioxide Capturing Technologies and their technology developments”, Clean Eng Technol, vol. 5, Dec. 2021, https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100279
E. Mostafavi, O. Ashrafi, and P. Navarri, “Assessment of process modifications for amine-based post-combustion carbon capture processes”, Clean Eng Technol, vol. 4, Oct. 2021. https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100249
L. O. Nord and O. Bolland, “Carbon dioxide emission management in power generation”, John Wiley & Sons, 2020.
U. Berge, M. Gjerset, B. Kristoffersen, and M. Lindberg, “CARBON CAPTURE AND STORAGE”, 2016. [Online]. Available: www.zeroco2.no.
F. M. Pereira, D. Z. Sousa, M. M. Alves, M. R. Mackley, and N. M. Reis, “CO2 dissolution and design aspects of a multiorifice oscillatory baffled column”, Ind Eng Chem Res, vol. 53, no. 44, pp. 17303–17316, Nov. 2014. https://doi.org/10.1021/ie403348g
H. A. Ahmed, H. N. Mohammed, O. S. Lateef, and G. H. Abdullah, “Simulation of CO2removal from pressurized natural gas stream contains high CO2 concentration by absorption process using membrane contactors”, Chemical Product and Process Modeling, vol. 16, no. 1, pp. 1–19, Mar. 2021. https://doi.org/10.1515/cppm-2019-0137
S. M. R. Ahmed, A. N. Phan, and A. P. Harvey, “Mass transfer enhancement as a function of oscillatory baffled reactor design”, Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, vol. 130, pp. 229–239, Aug. 2018. https://doi.org/10.1016/j.cep.2018.06.016
M. S. Lucas, N. M. Reis, and G. Li Puma, “Intensification of ozonation processes in a novel, compact, multi-orifice oscillatory baffled column”, Chemical Engineering Journal, vol. 296, pp. 335–339, Jul. 2016. https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.03.050
S. M. R. Ahmed, A. N. Phan, and A. P. Harvey, “Scale-Up of Gas-Liquid Mass Transfer in Oscillatory Multiorifice Baffled Reactors (OMBRs)”, Ind Eng Chem Res, vol. 58, no. 15, pp. 5929–5935, Apr. 2019. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.8b04883
M. Avila, D. F. Fletcher, M. Poux, C. Xuereb, and J. Aubin, “Mixing performance in continuous oscillatory baffled reactors”, Chem Eng Sci, vol. 219, Jun. 2020, https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115600
K. B. Smith and M. R. Mackley, “An experimental investigation into the scale-up of oscillatory flow mixing in baffled tubes”, Chemical Engineering Research and Design, vol. 84, no. 11 A, pp. 1001–1011, 2006. https://doi.org/10.1205/cherd.05054
P. Bianchi, J. D. Williams, and C. O. Kappe, “Oscillatory flow reactors for synthetic chemistry applications”, J. Flow Chem, pp. 475–490, 2020. https://doi.org/10.1007/s41981-020-00105-6
A. Laybourn, A. M. López-Fernández, I. Thomas-Hillman, J. Katrib, W. Lewis, C. Dodds, A. P. Harvey, and S. W. Kingman, “Combining continuous flow oscillatory baffled reactors and microwave heating: process intensification in the production of metal-organic frameworks”, chemical engineering journal, 2018. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.09.011
N. Reis, R. N. Pereira, A. A. Vicente, and J. A. Teixeira, “Enhanced gas-liquid mass transfer of an oscillatory constricted-tubular reactor”, Ind Eng Chem Res, vol. 47, no. 19, pp. 7190–7201, Oct. 2008. https://doi.org/10.1021/ie8001588
M. R. Hewgill, M. R. Mackley, A. B. Panditf, and S. S. Pannu, “Enhancement of Gas-Liquid Mass Transfer Using Oscillatory Flow in A Baffled Tube”, Chem Eng Sci, vol. 48, no. 4, pp. 799–809, 1993. https://doi.org/10.1016/0009-2509(93)80145-G
T. Taslim and M. S. Takriff, “Gas-Liquid Mass Transfer in Continuous Oscillatory Flow Baffled Columnia”, ASEAN Journal of Chemical Engineering, vol. 4, no. 2, pp. 1-6, Dec. 2004. https://doi.org/10.22146/ajche.50832
M. Avila, B. Kawas, D. F. Fletcher, M. Poux, C. Xuereb, and J. Aubin, “Design, performance characterization and applications of continuous oscillatory baffled reactors”, Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, vol. 180, Oct. 2022. https://doi.org/10.1016/j.cep.2021.108718
T. Mcglone, N. E. B. Briggs, C. A. Clark, C. J. Brown, J. Sefcik, and A. J. Florence, “Oscillatory flow reactors (OFRs) for continuous manufacturing and crystallization”, Org. Process Res. Dev., vol. 19, no. 9, pp. 1186–1202, 2015. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5b00225
S. M. R. Ahmed, A. N. Phan, and A. P. Harvey, “Scale-Up of Oscillatory Helical Baffled Reactors Based on Residence Time Distribution”, Chem. Eng. Technol., vol. 40, no. 5, pp. 907–914, May 2017. https://doi.org/10.1002/ceat.201600480
X. Ni and P. Gough, “On the discussion of the dimensionless groups governing oscillatory flow in a baffled tube”, Chemical Engineering Science, vol. 52, no. 18, pp. 3209-3212, 1997. https://doi.org/10.1016/S0009-2509(97)00104-8
A. Al-Abduly, P. Christensen, A. Harvey, and K. Zahng, “Characterization and optimization of an oscillatory baffled reactor (OBR) for ozone-water mass transfer”, Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, vol. 84, pp. 82–89, Oct. 2014. https://doi.org/10.1016/j.cep.2014.03.015
M. S. N. Oliveira and X. W. Ni, “Effect of hydrodynamics on mass transfer in a gas-liquid oscillatory baffled column”, Chemical Engineering Journal, vol. 99, no. 1, pp. 59–68, May 2004. https://doi.org/10.1016/j.cej.2004.01.002
A. Shaikh and M. H. Al-Dahhan, “A Review on Flow Regime Transition in Bubble Columns a Review on Flow Regime Transition in Bubble Columns”, International Journal of Chemical Reactor Engineering, vol. 5, no. 1, 2007. https://doi.org/10.2202/1542-6580.1368
M. S. N. Oliveira and X. Ni, “Gas hold-up and bubble diameters in a gassed oscillatory baaed column”, Chemical Engineering Science, vol. 56, no. 21-22, pp. 6143-6148, 2001. https://doi.org/10.1016/S0009-2509(01)00257-3
التنزيلات
منشور
كيفية الاقتباس
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2024 مجلة البحوث والدراسات النفطية
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.