مدل سازی فرآیند تولید جوش شیرین با استفاده از گاز آلاینده دی اکسید کربن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی سیرجان

2 دانشگاه تهران

چکیده

بی کربنات سدیم در برج حبابی با تزریق گاز دی اکسید کربن به محلول های مایع کربنات و بی کربنات سدیم تولید می شود. در این مقاله به بررسی انتقال جرم سه فازی با واکنش های شیمیایی و تبلور پرداخته شده است. موازنه مولی بر روی جریانها و اجزای تشکیل دهنده نوشته شده، نظریه دانکورتز برای انتقال جرم بین گاز و فاز مایع و موازنه جمعیت برای به دست آوردن فرمول رشد و هسته زایی بلورهای جامد استفاده شده است. به منظور تأیید مدل، نتایج مدل با داده های تجربی مقایسه شده است. اثر پارامتر های مختلف بر روی سرعت رشد و هسته زایی و همچنین توزیع اندازه بلورهای بیکربنات سدیم مورد بررسی قرار گرفت. این مدل توانایی پیشگویی میزان تبدیل گاز دی اکسید کربن و همچنین کمیت و کیفیت بلورهای جامد تولیدی در شرایط گوناگون عملیاتی را داراست. این پیشگوییها نشان می دهد که افزایش فشار گاز ورودی یا کسر مولی گاز دی اکسید کربن در این گاز و یا کاهش دمای مایع موجب افزایش میزان تولید بلورهای جامد بی کربنات سدیم و همچنین درشت تر شدن این بلورها می گردد. اما تنها افزایش فشار گاز ورودی است که موجب افزایش میزان تبدیل گاز دی اکسید کربن می گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modelling The Sodium-Bicarbonate Production Process Using Carbon Dioxide

نویسندگان [English]

  • Bahador Abolpour
  • Rahim Shamsoldini 1
  • Ramtin Hekmatkhah 2
1 Sirjan University of Technology
2 University of Tehran
چکیده [English]

Sodium bicarbonate is produced in a bubble column by injection carbon dioxide gas into the carbonate and bicarbonate liquid solutions. This paper investigated a triple-phase mass transfer coupled with chemical reactions and crystallization. In this work, a mole balance has been written on flows and components, utilized the Danckwerts theory for mass transfer between gas and liquid phase and a population balance to obtain the nucleation and growth formula. The model results compared with the experimental data for validation. Finally, the effects of several parameters were investigated on the sodium bicarbonate crystal nucleation and growth rate and also crystals size distribution. Therefore, this model can predict the carbon dioxide conversion and the quantity and quality of produced solid crystals in various operating conditions. These predictions show that the production of sodium bicarbonate crystals and the size of these crystals increase by increasing the inlet gas pressure or inlet carbon dioxide mole fraction or decreasing the liquid temperature. But, the carbon dioxide conversion increases by increasing the inlet gas pressure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • “Sodium bicarbonate”
  • “Bubble column”
  • “Triple phase mass transfer”
  • “Crystallization”
  • “modeling”