جداسازی co2 از مخلوط گازها با تشکیل هیدرات در خوشه های درحال میعان آب
چکیده
در این تحقیق جداسازی کربن دی اکسید از مخلوط های گازی متان + کربن دی اکسید و نیتروژن + کربن دی اکسید با استفاده از فرآیند هیدرات شدن بررسی شده است. برای بهبود شرایط ترمودینامیکی تشکیل هیدرات از تترا ان- بوتیل آمونیوم کلراید (tbac) و تترا ان- بوتیل آمونیوم فلوراید (tbaf) استفاده شد. نتایج آزمایش های انجام شده نشان داد استفاده از این افزودنی ها شرایط تشکیل هیدرات را به صورت قابل ملاحظه ای تسهیل می کند. نانوذرات نقره و سدیم دودسیل سولفات (sds) به عنوان افزودنی های سینتیکی در فرآیند تشکیل هیدرات کربن دی اکسید استفاده شدند. استفاده از هرکدام یک از این افزودنی ها اثر قابل ملاحظه ای بر زمان القا و ظرفیت ذخیره سازی هیدرات نداشت ولی مخلوط این دو افزودنی ظرفیت ذخیره سازی هیدرات را به میزان قابل ملاحظه ای افزایش داد. استفاده از مخلوط sds و نانوذرات نقره ثابت سرعت ظاهری رشد هیدرات کربن دی اکسید را تا حدود 133% افزایش داد. در آزمایش های جداسازی کربن دی اکسید از مخلوط های گازی اثر دما، فشار و ترکیب گاز خوراک بر ضریب بازیابی، ضریب جداسازی، زمان القا، میزان تبدیل آب به هیدرات، ظرفیت ذخیره سازی و تعداد مول های گاز مصرفی بررسی شد. در آزمایش های متان + کربن دی اکسید با افزایش فشار در ترکیب و دمای ثابت زمان القا و ضریب جداسازی کاهش یافته، میزان تبدیل آب به هیدرات، ظرفیت ذخیره سازی و میزان گاز مصرفی افزایش می یابد. ضریب بازیابی نیز تا فشار mpa 6 روندی افزایشی داشته و از این فشار به بالا روندی نزولی پیدا می کند. برای تخلیص کربن دی-اکسید از فرآیند هیدرات شدن چند مرحله ای استفاده شد. ضریب جداسازی اندازه گیری شده ی گاز کربن دی اکسید از مخلوط گازی متان + کربن دی اکسید بین 1 تا 3 می باشد. برای تخلیص کربن دی اکسید تا غلظت 8/98%، نه مرحله ی جداسازی انجام شد. ضریب جداسازی اندازه گیری شده ی گاز کربن دی اکسید از مخلوط گازی نیتروژن + کربن دی اکسید بین 13 تا 14 بوده و برای تخلیص کربن دی اکسید در فاز هیدرات تا غلظت بیشتر از 99%، تنها سه مرحله ی جداسازی انجام شد. نتایج آزمایش های جداسازی کربن دی اکسید از مخلوط گازی متان + کربن دی اکسید در حالتی که بخارات و قطرات آب به همراه مخلوط گازی وارد سل شوند نشان داد استفاده از این روش ضریب جداسازی کربن دی اکسید را نسبت به روش های معمولی تشکیل هیدرات افزایش داده ولی ضریب بازیابی تشکیل هیدرات را کاهش می دهد.