دانلود پروژه:بررسی آزمایشگاهی رطوبت زدایی از گاز با استفاده از محلول تری اتیلن گلایکول در تماس دهنده­های غشای الیاف تو­خالی

عنوانصفحه

فصل اول: مقدمه………………………….. 2

1-1- گازطبیعیورطوبتزداییازآن……………… 2

1-2- مشکلاتناشیازحضوربخاراتآبدرگازطبیعی…….. 3

1-3- انواعروشهاینمزداییازگازطبیعی…………. 3

1-3-1- جذبدرمایعبوسیلهمایعاتجاذبرطوبت…….. 4

1-3-2- جذبآبتوسطموادجامدجاذبرطوبت………… 7

1-3-2-1- سیلیکاژل…………………….. 10

1-3-2-2- موبیلسوربید………………….. 10

1-3-2-3- آلومینایفعال…………………. 11

1-3-2-4- بوکسیتفعال…………………… 11

1-3-2-5- غربالمولکولی…………………. 12

1-2- فرآیندهایغشائی…………………….. 16

1-2-1- معرفیتکنولوژیغشاء……………….. 16

1-2-2- مکانیسمجداسازیغشائی……………… 17

1-2-3- تقسیمبندیغشاءها…………………. 18

1-2-3-1- تقسيمبنديبراساسجنسغشاء………… 18

1-2-3-2- تقسیمبندیبراساسساختارغشاء……… 22

1-2-3-3- تقسیمبندیبراساسشکلهندسیغشاء……. 23

فصل دوم: مروریبرتحقیقاتگذشته………………. 28

2-1- تاریخچهاستفادهازروشهایمتداولبرایرطوبتزداییازگازبااستفادهازمایعاتجاذب…………………………………… 28

2-2- تاریخچهاستفادهازغشایالیافتوخالیبرایرطوبتزداییازگاز    30

فصل سوم:روشانجامکار………………………. 33

3-1- روشانجامآزمایشات…………………….. 33

3-1-1- مایعجاذبرطوبت…………………….. 33

3-1-2- آزمایشات…………………………. 35

3-1-2-1- شرحواحدآزمایشگاهیرطوبت­زداییازهوا… 35

3-1-2-2- شرحانجامآزمایش………………… 42

3-1-3- استخراجنتایج……………………… 44

3-2- روششبیهسازیبااستفادهازنرمافزارCOMSOL…… 45

3-2-1- معادلاتحاکم……………………….. 47

3-2-1-1- معادلاتغلظتدردرونالیافغشائی (فازمایع) 48

3-2-1-2- معادلاتغلظتدرغشاء………………. 50

3-2-1-3- معادلاتغلظتدرپوسته (فازگاز)……… 50

3-2-2- حلالیتبخارآبدرمحلولتریاتیلنگلایکول……. 52

3-2-3- ضرایبنفوذآب………………………. 55

3-2-3-1- ضریبنفوذآبدرهوا……………….. 55

3-2-3-2- ضریبنفوذآبدرمحلولتریاتیلنگلایکول…. 55

3-2-3-3- ضریبنفوذآبدرغشاءدرحالتکاملاًخشک…… 56

3-2-3-4- ضریبنفوذآبدرغشاءدرحالتترشوندگیکامل. 57

3-2-4- حلعددیمعادلاتشبیهسازی………………. 58

3-3- روشمدلسازیبااستفادهفرضپلاگ…………….. 59

3-3-1- معادلاتحاکم……………………….. 59

3-3-1-1-  معادلهغلظتدردرونالیافغشائی (فازمایع) 59

3-3-1-2-  معادلاتغلظتدرغشاء……………… 61

3-3-1-3-  معادلاتغلظتدرپوسته (فازگاز)…….. 61

3-3-2- حلعددیمعادلات……………………… 62

فصل چهارم: بحثونتایج……………………… 65

4-1- معرفیپارامترهایموردبررسیدرفرآیندجذببخاراتآبوبررسیتأثیرآنها    66

4-1-1- تأثیردرصدرطوبتنسبیهوایورودی………… 66

4-1-1-1- اثردرصدرطوبتنسبیهوایورودیبربازدهحذفبخاراتآبودماینقطهشبنمهوایخروجی………………………………… 66

4-1-1-2- اثردرصدرطوبتنسبیهوایورودیبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب 69

4-1-2- تأثیردبیجریانهوا………………….. 71

4-1-2-1- اثردبیجریانهوابربازدهحذفبخاراتآبودماینقطهشبنمهوایخروجی  71

4-1-2-2- اثردبیجریانهوابرمیزانشارانتقالجرمبخارآب    73

4-1-3- تأثیردبیجریانمایع…………………. 75

4-1-3-1- اثردبیجریانمایعبربازدهحذفبخاراتآبودماینقطهشبنمهوایخروجی 75

4-1-3-2- اثردبیجریانهوابرمیزانشارانتقالجرمبخارآب    76

4-1-4- تأثیرغلظتتریاتیلنگلایکول……………. 78

4-1-4-1- اثرغلظتتریاتیلنگلایکولبربازدهحذفبخاراتآبودماینقطهشبنمهوایخروجی………………………………….. 78

4-1-4-2- اثرغلظتتریاتیلنگلایکولبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب 80

4-1-5- تأثیرجهتجریان…………………….. 81

4-1-5-1- اثرجهتجریانبربازدهحذفبخاراتآب…… 82

4-1-5-2- اثرجهتجریانبردماینقطهشبنمهوایخروجی. 83

فصل پنجم: نتیجه­گیریوپیشنهادات……………… 85

5-1- نتیجهگیری…………………………… 85

5-2- پیشنهادات…………………………… 86

فهرست جدول ها

عنوانصفحه

جدول 1- 1: مشخصاتانواعگلایکولها……………. 6

جدول 1- 2: مقایسهظرفیتجذبانواعموادخشککنندهدربرابرهوایمرطوب   11

جدول 1- 3: خواصانواعغربالهایمولکولی………. 14

جدول 1- 4: خواصفیزیکیانواعموادخشککنندهتجاری.. 15

جدول 1- 5: مقایسهانواعمختلفیازغشاءها……… 23

جدول 3- 1: ویژگی­هایتریاتیلنگلایکولشرکتفرساشیمی 34

جدول 3- 2: چگالیولزجتتریاتیلنگلایکولدردمایاتاق 34

جدول 3- 3: مشخصاتتماسدهنده­هایغشائی……….. 39

جدول 3- 4: ضرایبرابطهناکانیشیبرایمحاسبهضریبنفوذدرمایعات  56

 

 

 

فهرست شکل ها

عنوانصفحه

شکل 1- 1:گازهای سریع و کند بر اساس مقاومت در برابر حرکتشان   17

شکل 1- 2:عملکردغشاءمایع…………………. 19

شکل 1- 3: غشاءسرامیکی…………………… 21

شکل 1- 4:غشاءفلزی………………………. 22

شکل 1- 5: نمونهایازمدولهایغشائی………….. 24

شکل 1- 6: نمائیازماژولغشایالیافتوخالی…….. 26

شکل 3- 1: شماتیکفرآیندیرطوبتزداییازگازبااستفادهازمحلولتری اتیلنگلایکول،درتماسدهندهغشایالیافتوخالی……. 36

شکل 3- 2: کمپرسورهوا……………………. 37

شکل 3- 3: مرطوبساز……………………… 37

شکل 3- 4: (a) ماژولشماره 1  (b) ماژولشماره 2.. 39

شکل 3- 5: رطوبتسنجدیجیتالیمدلTH-300………… 40

شکل 3- 6: پمپگردشسیالجاذب……………….. 41

شکل 3- 7: خطیسازینموداردبیتریاتیلنگلایکولدرمقابلدورموتور  41

شکل 3- 8: روندبهحالتپایارسیدنسیستم……….. 43

شکل 3- 9: جریانموازیدرتماسدهندهغشائیالیافتوخالی 46

شکل 3- 10: (1) حالتترشوندگیکاملغشاء (2) حالتکاملاًخشکغشاء  46

شکل 3- 11: سطحمقطعتماسدهندهغشائیالیافتوخالیوتقریببهصورتسطحمقطعدایرهایشکل    47

شکل 3- 12: نواحیمختلفتماسدهندهدرشبیهسازی….. 51

شکل 3- 13: ضریبنفوذبرایمخلوطدوجزئیبخارآبوهوا. 55

شکل 3- 14: مشبندیجهتحلبااستفادهازروشالمانمحدود 58

شکل 3- 15: الگوریتمحلبرنامه……………… 63

شکل 4- 1: اثردرصدرطوبتنسبیهوایورودیبربازده (ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 67

شکل 4- 2: اثردرصدرطوبتنسبیهوایورودیبربازده (ماژول (2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 67

شکل 4- 3: تغییراتدماینقطهشبنمهوایخروجیبادرصدرطوبتنسبیهوایورودی (ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 68

شکل 4- 4: تغییراتدماینقطهشبنمهوایخروجیبادرصدرطوبتنسبیهوایورودی (ماژول (2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 69

شکل 4- 5: اثردرصدرطوبتنسبیهوایورودیبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب (ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 70

شکل 4- 6: اثردرصدرطوبتنسبیهوایورودیبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب (ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 71

شکل 4- 7: اثردبیجریانگازبربازدهودماینقطهشبنمهوایخروجی ( ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه ) 72

شکل 4- 8: اثردبیجریانگازبربازدهودماینقطهشبنمهوایخروجی ( ماژول (2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه ) 73

شکل 4- 9: اثردبیجریانگازبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب ( ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه ) 74

شکل 4- 10: اثردبیجریانگازبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب ( ماژول (2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه ) 74

شکل 4- 11: اثردبیجریانمایعبربازدهودماینقطهشبنمهوایخروجی ( ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانگاز: 1000 میلیلیتربردقیقه )    75

شکل 4- 12: اثردبیجریانمایعبربازدهودماینقطهشبنمهوایخروجی ( ماژول (2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانگاز: 1000 میلیلیتربردقیقه )    76

شکل 4- 13: اثردبیجریانمایعبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب ( ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانگاز: 1000 میلیلیتربردقیقه )    77

شکل 4- 14: اثردبیجریانمایعبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب ( ماژول (2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانگاز: 1000 میلیلیتربردقیقه )    78

شکل 4- 15: اثرغلظتتریاتیلنگلایکولبربازدهودماینقطهشبنمهوایخروجی (ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 79

شکل 4- 16: اثرغلظتتریاتیلنگلایکولبربازدهودماینقطهشبنمهوایخروجی (ماژول(2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 79

شکل 4- 17: اثرغلظتتریاتیلنگلایکولبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب (ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 80

شکل 4- 18: اثرغلظتتریاتیلنگلایکولبرمیزانشارانتقالجرمبخارآب (ماژول (2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دبیجریانگاز :1000 میلیلیتربردقیقه،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه)… 81

شکل 4- 19: اثرجهتجریانبربازدهدردبیهایمختلفگاز ( ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه ) 82

شکل 4- 20: اثرجهتجریانبربازدهدردبیهایمختلفگاز ( ماژول (2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه ) 82

شکل 4- 21: اثرجهتجریانبردماینقطهشبنمهوایخروجیدردبیهایمختلفگاز ( ماژول (1)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه ) 83

شکل 4- 22: اثرجهتجریانبردماینقطهشبنمهوایخروجیدردبیهایمختلفگاز ( ماژول (2)،دمایمحیط،فشاراتمسفریک،دماینقطهشبنمهوایورودی: 24 درجهسانتیگراد،دبیجریانمایع: 9 میلیلیتربردقیقه ) 83