การจำลองซีเอฟดีของการลดคาร์บอนไดออกไซด์จากฟลูแก๊สโดยใช้ตัวดูดซับของแข็งในเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียน

Abstract

งานวิจัยนี้จะทำการศึกษาอุทกพลศาสตร์ของการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้ตัวดูดซับของแข็งในเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียนที่เกิดขึ้นทั้งในระบบสองมิติและสามมิติ โดยอาศัยหลักการคำนวณของวิธีพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณและใช้กระบวนการออกแบบการทดลองเพื่อหาปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการดูดซับ ในงานวิจัยนี้เริ่มต้นจากการศึกษาระบบที่ไม่มีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นเพื่อหารูปแบบการไหลที่เกิดขึ้นที่ความเร็วของแก๊สขาเข้าที่แตกต่างกัน จากนั้นจะหาสมการอัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยเปรียบเทียบผลที่ได้กับงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง ผลการทดลองในส่วนนี้พบว่า ลักษณะรูปแบบการไหลแบบปั่นป่วนหมุนเวียน ซึ่งเป็นรูปแบบการไหลที่อยู่ระหว่างรูปแบบการไหลแบบปั่นป่วนและรูปแบบการไหลแบบความเร็วสูง จะส่งผลให้การกระจายตัวของอนุภาคของแข็งเกิดได้ดีและมีความเหมาะสมกับกระบวนการที่เกิดปฏิกิริยาเคมี จากการศึกษาผลที่ได้จากการออกแบบการทดลองเพื่อหาตัวแปรที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการดูดซับนั้นพบว่า ไม่เพียงแต่ความเข้มข้นของไอน้ำจะส่งผลต่อประสิทธิภาพในการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น อันตรกิริยาระหว่างความเร็วของแก๊สขาเข้าและความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์และอันตรกิริยาระหว่างความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์และความเข้มข้นของไอน้ำยังส่งผลต่อประสิทธิภาพในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์เช่นกัน ในการเปรียบเทียบระหว่างแบบจำลองสองมิติและสามมิติที่มีภาวะในการดำเนินการที่เหมือนกันนั้น ผลของความลึกจะส่งผลต่อลักษณะการกระจายตัวของอนุภาคของแข็ง ดังนั้น ในการศึกษาเชิงคุณภาพของข้อมูลสามารถทำได้ด้วยแบบจำลองสองมิติ แต่การใช้แบบจำลองสามมิติจะสามารถศึกษาข้อมูลได้แม่นยำทั้งเชิงปริมาณและคุณภาพ