مطالعه آزمایشگاهی و مدل سازی ریاضی جذب سطحی اجزاء گاز طبیعی بر روی کربن فعال

در این تحقیق، جذب سطحی تعادلی هم دما گازهای دی اکسید کربن، متان و نیتروژن، بر روی کربن های فعال در سه دما (285، 300 و 320 کلوین) و در فشارهای بالا (5-40 بار)، به وسیله روش حجم سنجی مورد بررسی قرار گرفته است. در این کار، دو نوع جاذب از جنس کربن فعال با سطح مخصوص متفاوت به کار برده شده اند. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که، میزان جذب سطحی گازهای خالص co2، ch4 و n2 بر روی کربن های فعال به این ترتیب بوده است: co2>ch4>n2. ظرفیت جذب گازهای co2، ch4 و n2 بر روی کربن فعال نوع دوم در دمای 285 کلوین و فشار تعادلی 40 بار به ترتیب برابر بود با 6، 9.5 و 10.8 مول بر کیلوگرم. همچنین داده های آزمایشگاهی جذب سطحی تعادلی گازهای co2، ch4 و n2 در دماهای مختلف با مدل های ایزوترم لانگمویر و سیپس (sips)تطبیق داده شدند. مدل سیپس تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشت. رفتار جذب سطحی رقابتی دو جزئی گازها به وسیله مدل سیپس پیش¬بینی شد. نتایج نشان داد که co2 بیشترین و n2 کمترین میزان جذب را در مخلوط دو جزئی گازها داشته اند. به علاوه، فاکتور جداسازی(s) مخلوطهای دو جزئی co2/ch4، co2/n2 و ch4/n2 با استفاده از داده¬های ایزوترم های جذب سطحی محاسبه گردید. نتایج نشان دادکه فاکتور جداسازی مخلوط های دوجزئی مختلف بر روی کربن فعال نوع اول، در در دمای 285 کلوین و فشار کل 40 بار به ترتیب برابر بوده است با: (6.2) co2/n2 > (4.1) ch4/n2 > (1.7)co2/ch4. در پایان مقدار گرمای جذب سیستم به کمک مدل های سیپس و لانگمویر محاسبه گردید.