การจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณของการคายซับคาร์บอนไดออกไซด์จากโพแทสเซียมคาร์บอเนต/แกมมา-อะลูมินาในฟลูอิไดซ์เบดดาวเนอร์โดยผลร่วมความดันและอุณหภูมิ

Abstract

ปัจจุบันปัญหาภาวะโลกร้อนรุนแรงเพิ่มมากขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการปลดปล่อยแก๊สเรือนกระจกสู่บรรยากาศเพิ่มสูงขึ้น คาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของแก๊สเรือนกระจกจะถูกปลดปล่อยออกมาจาก 3 แหล่งหลัก ซึ่งหนึ่งในนั้น คือ การผลิตไฟฟ้า และเนื่องจากความต้องการในการใช้พลังงานยังเพิ่มสูงขึ้นทำให้แนวโน้มในการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ยังคงเพิ่มมากขึ้น นำมาสู่การพัฒนาเทคโนโลยีในการ ดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ การดักจับคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้ตัวดูดซับของแข็งเป็นหนึ่งในวิธีที่ได้รับความสนใจ ในงานวิจัยนี้จะศึกษาผลของอุณหภูมิและความดันต่อกระบวนการคายซับคาร์บอนไดออกไซด์ของตัวดูดซับของแข็งโพแทสเซียมคาร์บอเนต/แกมมา-อะลูมินาที่ผ่านการอิมเพรกเนชันด้วยตัวทำละลายมอนอเอทาโนลามีน สร้างแบบจำลองจลนพลศาสตร์และประเมินพลังงานที่ใช้ในกระบวนการคายซับ นอกจากนี้ จะศึกษากระบวนการคายซับด้วยแบบจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณร่วมกับแบบจำลองสัมประสิทธิ์การชน แบบพลวัติโดยใช้ผลร่วมของความดันและอุณหภูมิ ผลที่ได้ พบว่า อุณหภูมิที่ใช้ในการคายซับมีผลเชิงบวกต่ออัตราการคายซับของตัวดูดซับที่ผ่านและไม่ผ่านกระบวนการปรับปรุง เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราการคายซับเพิ่มสูงขึ้น ขณะที่ความดันที่ใช้ในการคายซับมีผลเชิงลบต่ออัตราการคายซับ โดยเมื่อลดความดันที่ใช้ในการคายซับ อัตราการคายซับจะเพิ่มขึ้น ซึ่งตัวดูดซับของแข็งที่ผ่านกระบวนการปรับปรุงในภาวะการคายซับที่ 200 oC ความดัน 1 บาร์ จะให้ค่าอัตราการคายซับสูงที่สุดรวมถึงใช้พลังงานในการคายซับสูงที่สุด และแบบจำลอง อาฟรามีสามารถใช้อธิบายอัตราการเกิดปฏิกิริยาการคายซับได้ นอกจากนี้ ในการจำลองกระบวนการคายซับคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้ผลร่วมของความดันและอุณหภูมิ พบว่า กรณีที่พิจารณาสัมประสิทธิ์การชนแบบพลวัติให้อัตราการคายซับต่ำกว่ากรณีที่ไม่พิจารณาสัมประสิทธิ์การชนแบบพลวัติ และเมื่อพิจารณาผลของอุณหภูมิต่ออัตราการคายซับที่ภาวะความดันต่ำของตัวดูดซับของแข็งที่ผ่านกระบวนการปรับปรุง พบว่า อัตราการคายซับมีปริมาณใกล้เคียงกัน