Document
Absorption of CO2 using PhysioChemical solvents.
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2019
Language
English
Subject
English abstract
In this study, 20 experiments have been conducted to study the mixture of two solvents (DEA
and DMF) with water in order to absorb carbon dioxide gas. Different variables were used
which are five different concentrations, three different temperatures, and three different
pressures. The concentrations were used are (5,10,20, and 25 wt%). The temperatures were
used are 303.15,313.15, and 333.15 K. The pressures were used are 4,6 and 8 bar.
By using equilibrium partial pressure of carbon dioxide to calculate the solubility of CO2 (CO2
mol/solvent mol). Pressure values have been recorded by pressure transmitter for every minute
during the experiment and every experiment takes 4 to 6 hours to reach equilibrium state.
Charts of pressure vs time for each experiment have been provided by the pressure transmitter
which is in the solubility system. The trend was almost same for all experiment that showed
the pressure decreased with time until end of the experiment. As solvent absorb CO2 as much
as it can and its molecules became saturated after a period of time so there is no change in the
pressure at the end of the run.
DOE software has been used to give an experimental plan for performing experiments and to
get a graph of predicted values vs actual values (measured from experiments and calculations)
and three-dimensional charts. Study the relation of solubility with concentration, temperature,
and pressure because experiments were conducted in different values of these parameters. It
has been observed that increasing in pressure results in increasing in solubility. It has been
found that the optimum temperature is 313.15 K and increasing in temperature cause decreasing
in the solubility of CO2. In addition, as concentration of DEA increase the solubility increase.
However, the solubility decreases as DMF concentration increases.
From calculation, the amount of CO2 absorbed by solvent has been found and concentration as
well. The CO2 amount and concentration are increasing until reached equilibrium state.
Regression analysis has been done to do fitting for concentration curve and this implemented
for all the 20 experiments. In addition, some properties have been measured such as refractive
index, viscosity, and density. Correlations of physical properties (density and refractive index)
have been done using sigma plot software which provide correlated equation with its constant
values
Member of
Resource URL
Arabic abstract
يوم بعد يوم تزداد مشكلة التلوث نتيجة لزيادة الملوثات التي تنتجها معظم المصانع والشركات و هذا يسبب قلق لعامة الناس
وخاصة للقريبين من المناطق الصناعية والمهتميين بشؤون البيئة ألنهم على معرفه بالعواقب التي قد تسببها هذه المواد
الكيميائية الخطيرة على صحة اإلنسان. اإلحتباس الحراري هي من أهم المشاكل البيئية التي لوحظت في منتصف القرن
العشرين والناتجة عن زيادة درجة الحرارة السطحية المتوسطة في العالم مع زيادة كمية انبعاث بعض الغازات أهمها غاز ثاني
أكسيد الكربون و غاز الميثان . غاز ثاني أكسيد الكربون يشكل نسبة كبيرة من الغازات المنبعثه واألخطر أنه ال يمكن أن يميزه
أي شخص بسبب خصائصه حيث ال لون وال رائحه له. كما أن هذا الغاز بتركيبته الفريده يشكل جزيءيتكون من رابطة ثنائية
بين ذرة الكربون وذرتين أكسجين . اإلحصائيات تثبت أن نسبة كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون ينتج من شركات توليد
الطاقة حيث إنتاج الكهرباء ينتج الغاز كمنتج ثانوي في عملية اإلنتاج. هناك الكثير من الطرق لفصل أو إمتصاص هذا الغاز
ويعتمد ذلك على وقت الفصل إذا كان قبل اإلحتراق أو بعد اإلحتراق أو اإلحتراق بإستخدام األكسجين بدال من الهواء. كما أن
عدة تقنيات يمكن استخدامها لفصل ثاني أكسيد الكربون عن الغازات األخرى مثل إمتصاص ثاني أكسيد الكربون بإستخدام
مشتقات األمونيا وهي تعتبر من أهم الطرق وأسهلها والتي أجريت عليها الكثير من الدراسات
والبحوث.
هذه الدراسة إستخدم فيها محلول يتكون من مادتين إلمتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون وتم إجراء عشرون تجربة لدراسة
مدى فعالية هذه المواد في إمتصاص ثاني أكسد الكربون. أيضا تم إستخدام برنامج مخصص لمثل هذه الدراسات إلعطاء خطه
إلعداد وتنفيذ التجارب مع تغيير درجة الحرارة والضغط والتركيز في كل تجربة. تم تنفيذ عشرون تجربة على حسب خطة
البرنامج وكل تجربه استغرقت حوالي خمس ساعات للوصول إلى حالة اإلتزان. الجهاز في المختبر مزود بجهاز لقياس الضغط
لكل دقيقة خالل تنفيذ التجربة ويمكن نقل المعلومات المختزنة للحاسوب الشخصي وتشمل القراءات المسجلة و العالقة بين
الضغط والوقت من بداية التجربة إلى نهايتها. من خالل إستخدام قراءات الضغط و الحسابات تم التوصل إلى كمية الغاز
الممتصة والمتحولة من الحالة الغازية إلى السائلة في الحلول المستخدم.
أيضا تم قياس الخواص الفيزيائية مثل اللزوجة والكثافة للمحلول المستخدم لخمس تراكيز مختلفة ودرجات حرارة مختلفة. كما
تم تحويل النظام المستخدم في التجارب إلى برنامج مخصص للتصميم والهدف منه دراسة كفاءة المحلول في إمتصاص غاز
ثاني أكسيد الكربون و مقارنة كمية الغاز الممتصة في المحلول مع نتائج التجارب المنفذه في المختبر. وألن المحلول فريد من
نوعه حيث أنه يحتوي على مذيب كيميائي و فيزيائي وليس خليط كيميائي فقط مثل المستخدم والمتعارف عليه سواء كان في
الصناعات أو في البحوث والدراسات في هذا المجال
وخاصة للقريبين من المناطق الصناعية والمهتميين بشؤون البيئة ألنهم على معرفه بالعواقب التي قد تسببها هذه المواد
الكيميائية الخطيرة على صحة اإلنسان. اإلحتباس الحراري هي من أهم المشاكل البيئية التي لوحظت في منتصف القرن
العشرين والناتجة عن زيادة درجة الحرارة السطحية المتوسطة في العالم مع زيادة كمية انبعاث بعض الغازات أهمها غاز ثاني
أكسيد الكربون و غاز الميثان . غاز ثاني أكسيد الكربون يشكل نسبة كبيرة من الغازات المنبعثه واألخطر أنه ال يمكن أن يميزه
أي شخص بسبب خصائصه حيث ال لون وال رائحه له. كما أن هذا الغاز بتركيبته الفريده يشكل جزيءيتكون من رابطة ثنائية
بين ذرة الكربون وذرتين أكسجين . اإلحصائيات تثبت أن نسبة كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون ينتج من شركات توليد
الطاقة حيث إنتاج الكهرباء ينتج الغاز كمنتج ثانوي في عملية اإلنتاج. هناك الكثير من الطرق لفصل أو إمتصاص هذا الغاز
ويعتمد ذلك على وقت الفصل إذا كان قبل اإلحتراق أو بعد اإلحتراق أو اإلحتراق بإستخدام األكسجين بدال من الهواء. كما أن
عدة تقنيات يمكن استخدامها لفصل ثاني أكسيد الكربون عن الغازات األخرى مثل إمتصاص ثاني أكسيد الكربون بإستخدام
مشتقات األمونيا وهي تعتبر من أهم الطرق وأسهلها والتي أجريت عليها الكثير من الدراسات
والبحوث.
هذه الدراسة إستخدم فيها محلول يتكون من مادتين إلمتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون وتم إجراء عشرون تجربة لدراسة
مدى فعالية هذه المواد في إمتصاص ثاني أكسد الكربون. أيضا تم إستخدام برنامج مخصص لمثل هذه الدراسات إلعطاء خطه
إلعداد وتنفيذ التجارب مع تغيير درجة الحرارة والضغط والتركيز في كل تجربة. تم تنفيذ عشرون تجربة على حسب خطة
البرنامج وكل تجربه استغرقت حوالي خمس ساعات للوصول إلى حالة اإلتزان. الجهاز في المختبر مزود بجهاز لقياس الضغط
لكل دقيقة خالل تنفيذ التجربة ويمكن نقل المعلومات المختزنة للحاسوب الشخصي وتشمل القراءات المسجلة و العالقة بين
الضغط والوقت من بداية التجربة إلى نهايتها. من خالل إستخدام قراءات الضغط و الحسابات تم التوصل إلى كمية الغاز
الممتصة والمتحولة من الحالة الغازية إلى السائلة في الحلول المستخدم.
أيضا تم قياس الخواص الفيزيائية مثل اللزوجة والكثافة للمحلول المستخدم لخمس تراكيز مختلفة ودرجات حرارة مختلفة. كما
تم تحويل النظام المستخدم في التجارب إلى برنامج مخصص للتصميم والهدف منه دراسة كفاءة المحلول في إمتصاص غاز
ثاني أكسيد الكربون و مقارنة كمية الغاز الممتصة في المحلول مع نتائج التجارب المنفذه في المختبر. وألن المحلول فريد من
نوعه حيث أنه يحتوي على مذيب كيميائي و فيزيائي وليس خليط كيميائي فقط مثل المستخدم والمتعارف عليه سواء كان في
الصناعات أو في البحوث والدراسات في هذا المجال
Category
Theses and Dissertations
File size
1.86 MB
0
0
