پویایی دفع توام با واکنش شیمیایی در بستر های آکنده از آکنه های کروی پوسته ای

STUDENT

DEGREE

YEAR

In this research project attempt has been made to study effects of incorporation of reaction and Langmuir isotherm on breakthrough curves of a bed packed with monodisperse spherical shells/hollow spherical particles. Using standard mole balances on mobile and stationary phases, the system was modeled and the governing equations were solved numerically with appropriate boundary and initial conditions. Results show that presence of reaction in the mobile phase acts as a sink and it enhances the desorption process. When chemical reaction takes place at the surface of the spherical packings, however, the system behaves like a catalytic reactor. Furthermore, replacement of linear isotherm with Langmuir isotherm leads to increased time to desorb certain amount of material from the bed. This means incorporation of non-linear isotherm in the model is unfavorable.

اطلاع از رفتار دینامیکی برج ها و راکتور های شیمیایی بستر ثابت از اهمیت فراوانی در طراحی, کنترل, راه اندازی و متوقف ساختن آنها برخوردار است. در این پژوهش به بررسی رفتار دینامیکی بستر های پر شده از جاذب های کروی پوسته ای بدون واکنش در دو حالت همدمای خطی و غیر خطی و همراه با واکنش با همدمای خطی پرداخته شده است. ابتدا مدل ریاضی رفتار دینامیکی هر سیستم ارائه شده است و سپس معادله های دیفرانسیل پاره ای حاصل با بکارگیری روش های عددی حل شده اند. برای اطمینان از درستی روش عددی ارائه شده, نتایج روش عددی در حالت بدون واکنش و همدمای خطی با نتایج حل تحلیلی مقایسه شده است. سپس از روش عددی ارائه شده برای حل مدل همراه با واکنش و مدل با همدمای غیر خطی که حل آنها به علت پیچیدگی از طریق تحلیلی ممکن نیست, استفاده شده است. اثر افزایش واکنش روی مقدار دفع از ذرات مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج حاصل نشان می دهد که وجود واکنش مصرف کنندة جزء جذب شده روی ذرات جامد, میزان دفع را افزایش داده و زمان دفع مقدار معینی از مقدار جذب شده را کاهش می دهد.