طراحی و ساخت برج جذب حبابی برای بررسی جذب گاز co2 در نانوسیال های fe3o4/h2o و al2o3/h2o تحت میدان مغناطیسی

ضرایب انتقال جرم در طراحی دستگاه های انتقال جرم مانند برج های تقطیر، برج های جذب و دفع و برج های خنک کننده آب نقش مهمی دارند. افزایش ضریب انتقال جرم سبب افزایش راندمان، کاهش اندازه و هزینه ساخت تجهیزات می شود. در این پژوهش، بررسی تجربی استفاده از نانوسیالات در فرایند جذب گاز دی اکسید کربن در یک برج حبابی در مقیاس آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای انجام آزمایش ها، ابتدا برج حبابی طراحی و ساخته شد. در این پروژه از نانوسیالات آب- اکسید آلومینیم و آب- اکسید آهن به عنوان حلال در فرآیند جذب استفاده شد. به منظور بررسی اثر سه پارامتر دبی جریان گاز، غلظت نانوسیال و شدت میدان مغناطیسی، به روش تاگوچی طراحی آزمایش¬ها با استفاده از نرم افزار minitab برای هر دو نانوسیال صورت گرفت. با توجه به محدودیت در تهیه مواد، جدولی با 9 آزمایش و دو بار انجام آن انتخاب شد. برای پارامتر دبی جریان گاز سه سطح 0.15 ، 0.28 و 0.35 لیتر بر دقیقه و برای پارامتر غلظت نانوسیال سه سطح 0.005، 0.01 و 0.1 درصدحجمی و برای پارامتر شدت میدان مغناطیسی سه سطح 0 ، 613 و 1133 گوس در نظر گرفته شدند. با انجام آزمایش ها و ارائه جدول تحلیل واریانس داده های نانوسیال اکسید آلومینیم، دو پارامتر دبی جریان گاز و غلظت نانوذره مهم اعلام شدند و پارامتر شدت میدان مغناطیسی غیرمهم شناخته شد. با توجه به دردسترس بودن نانوذره اکسید آلومینیم آزمایش هایی افزون بر آزمایش های طراحی شده توسط نرم افزار انجام شد تا اثر این دو پارامتر به صورت جزئی تر بررسی شود. در محدوده مورد بررسی غلظت 0.005درصدحجمی برای نانوسیال اکسید آلومینیم به عنوان غلظت بهینه شناخته شد و با افزایش غلظت روند کاهشی در ضریب انتقال جرم مشاهده شد. در تمامی آزمایش¬ها، افزایش دبی جریان گاز، سبب افزایش در ضریب انتقال جرم حجمی شد. در شرایط غلظت 0.005 درصدحجمی و دبی جریان گاز 0.35 لیتر بر دقیقه و شدت میدان مغناطیسی 1133 گوس، ضریب انتقال جرم حجمی نسبت به سیال پایه 27.8% افزایش داشت. با توجه به جدول تحلیل واریانس داده¬های نانوسیال اکسید آهن، هر سه پارامتر مهم شناخته شدند. در محدوده مورد بررسی با افزایش غلظت نانوسیال، روند افزایشی در ضریب انتقال جرم حجمی مشاهده شد و شدت میدان مغناطیسی 613 گوس به عنوان شدت میدان بهینه معرفی شد. در شرایط بهینه برای نانوسیال اکسید آهن، غلظت 0.1درصد حجمی نانوسیال، دبی جریان گاز 0.35 لیتر بر دقیقه و شدت میدان مغناطیسی 613 گوس، افزایش 15.6% در ضریب انتقال جرم حجمی نسبت به سیال پایه مشاهده شد.