مدل سازی انتقال جرم در جذب مواد آلی فرار در بسترهای آکنده دوار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج

2 دانشجوی دکترای مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج

چکیده

فرآیند انتقال جرم در بسترهای آکنده با افزایش میدان گرانشی تشدید می‌شود، این بسترها، بستر آکنده دوار نامیده می‌شوند. در بسترهای آکنده دوار، انتقال جرم با هیدرودینامیک فاز گاز و مایع، سرعت دوران، و پارامترهای هندسی آکنه تحت تأثیر قرار می‌گیرد. اهمیت دستگاه بستر آکنده دوار با توجه به ویژگی‌های منحصر به فردی مانند اندازه و وزن کم، راندمان عملیاتی و ایمنی بالا و کاربردهای وسیعش در فرآیندهایی همچون جذب، دفع، تقطیر، کریستالیزاسیون، حذف مواد آلی فرار و بسیاری از واکنش‌ها، سبب شده است تا مطالعات تئوری و تجربی وسیعی در مورد آن صورت گیرد. در این مطالعه داده‌های ضریب انتقال جرم برای جذب مواد آلی فرار در بسترهای آکنده دوار مدل سازی شدند. نتایج نشان می‌دهد برای سیستم‌های مورد مطالعه، توافق خوبی میان داده‌های تجربی و مقادیر پیش بینی شده از روابط ارائه شده برای ضریب انتقال جرم مشاهده می‌شود. همچنین مدل‌سازی ضریب انتقال جرم حجمی کل در فاز گاز به صورت رابطه‌ای متناسب با نرخ جریان گاز و مایع، فاکتور شتاب دورانی و ثابت هنری نشان می‌دهد که ضریب انتقال جرم با نرخ جریان گاز با توان 0.33-0.65، برای نرخ جریان مایع با توان 0.2-0.41 و با فاکتور شتاب دورانی با توان 0.15-0.28 افزایش یافته و با ثابت هنری با توان 0.2-0.47 کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Chia-Chang Lin, Tzu-Ying Wei, Shu-Kang Hsu, Wen-Tzong Liu (2006) "Performance of a pilot-scale cross-flow rotating packed bed in removing VOCs from waste gas streams"separation and purification technology, 52274-279.
 
[2] Ling-Jung Hsu, Chia-Chang Lin (2012) " Binary VOCs absorption in a rotating packed bed with blade packing"Journal of Environmental Management, 98, 175-182.
 
[3] Yu-Shao Chen (2011)" Correlation of Mass Transfer Coefficients in a Rotating Packed Bed", Ind. Eng. Chem. Res, 50, 1778-1785.
 
[4] Li Woyuan, Wu Wei, Zou Hailui, Chu Guangwen, Shao Lei and Chen Jiafeng (2009)" Process Intensification of VOC Removal from High Viscous Media by Rotating Packed Bed",  Separation Science and Eegineering, Chinese Journal of Chemical Engineering, 17(3), 389-393.
 
[5] Chia-Chang Lin, Bor-Chi Chen (2011) " Carbon dioxide absorption in a cross-flow Rotating Packed Bed", CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH AND DESIGN, 89, 1722-1729.
 
[6] Hsu-Hsiang Cheng, Chung-Sung Tan (2011) "Removal of COfrom indoor air by alkanolamine in a rotating packed bed",separation and purification technology, 82, 156-166.
 
[7] Boodhoo KVK, Jachuck RJ, Ramshaw C (1997) "Spinning disc reactor for the intensification of styrene polymerization". In: Semel J, ed. 2nd International Conference on Process Intensification in Practice. London: BHR Group, 125–133.
 
[8] Boodhoo KVK, Jachuck RJ, Ramshaw C. (1995)" Process intensification: spinning disc polymerizer for the manufacture of polystyrene". In: Ramshaw C, ed. 1st International Conference on Process Intensification for the Chemical Industry. London: BHR Group, 175–180.
 
 [9] J. V. S. Nascimento, T. M. K. Ravagnani and J. A. F. R. Pereira" (2009) Experimental study of a rotating packed bed distillation column", Brazilian Journal of Chemical Engineering, Vol. 26, No. 01, pp. 219-226.
 
[10] LI Xiuping, LIU Youzhi, LI Zhiqiang WANG Xiaoli (2008)" Continuous Distillation Experiment with Rotating Packed Bed",Chinese Journal of Chemical Engineering, 16(4) ,656-662.
 
 [11] Oxley P, Brechtelsbauer C, Ricard F, Lewis N, Ramshaw C. (2000) " Evaluation of spinning disk reactor technology for the manufacture of pharmaceuticals". Ind Eng Chem Res, 39, 2175–2182.
 
[12] Bisschops MA, van der Wielen L, Luyben K. (1997) "Centrifugal adsorption technology for the removal of volatile organic compounds from water". In: Semel J, ed. 2nd International Conference on Process Intensification in Practice. London: BHR Group, 299–307.
 
[13] Podbielniak WJ, Kaiser HR, Ziegenhorn GJ (1970) "Centrifugal solvent extraction", Chem Eng Prog Symp Ser. 66 (100), 43–50.
 
[14] Yi-Hung Chen, Ching-Yuan Chang, Wei Ling-Su, Chun-Yu Chiu, Yue-Hwa Yu, Pen-Chi Chiang, Chiung-Fen Chang, Je-Lueng Shie, Chyow-San Chiou, Sally IM Chiang (2005) "Ozonation of CI Reactive Black 5 using rotating packed bed and stirred tank reactor", Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 80, 68-75.
 
[15] Liu, H. S.; Lin, C. C.; Wu, S. C.; Hsu, H. W (1996)  "Characteristics of a Rotating Packed Bed"Ind. Eng. Chem. Res, 35, 3590.
 
[16] Lin, C. C.; Wei, T. Y. S.; Liu, W. T.; Shen, K. P (2004)  "Removal of VOCs from Gaseous Stream in a High-Voidage Rotating Packed Bed" , J. Chem. Eng. Jpn, 37, 1471.
 
[17] Tung, H. H.; Mah, R. S. H (1985) "Modeling Liquid Mass Transfer in Higee separation process", Chem. Eng. Commun, 39, 147.
 
[18] Chen, Y. S.; Lin, C. C.; Liu, H. S (2005) " Mass Transfer in a Rotating Packed Bed With Various Radii of the Bed", Ind. Eng. Chem. Res, 44,7868.
 
[19] Onda, K.; Takeuchi, H.; Okumoto, Y (1968) "Mass Transfer Coefficient between Gas and Liquid Phases in Packed Column", J. Chem. Eng. Jpn, 1, 56.
 
[20] Chen, Y. S.; Lin, F, Y.; Lin, C. C.; Tai, C. Y.; Liu, H. S (2000) "Packing Characteristic for Mass Transfer in a Rotating Packed Bed", Ind. Eng. Chem. Res, 45, 6846.
 
[21] Yu-Shao Chen; Hwai-Shen Liu (2002) "Absorption of VOCs in a Rotating Packed Bed", Ind. Eng. Chem. Res, 41, 1583-1588.