การจำลองซีเอฟดีของการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และการฟื้นฟูสภาพตัวดูดซับ K2CO3/Al2O3 ในฟลูอิไดซ์เบดแบบปั่นป่วนหมุนเวียนแบบครบวงจร

Abstract

การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อการผลิตพลังงานและกระแสไฟฟ้ายังคงเป็นสาเหตุหลักในการปลดปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เทคโนโลยีดักจับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ก่อนการปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศยังคงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในการศึกษานี้ จึงได้มุ่งเน้นการพัฒนาแบบจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณของเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดแบบปั่นป่วนหมุนเวียนแบบครบวงจรด้วยตัวดูดซับของแข็งโพแทสเซียมคาร์บอนเนตบนตัวรองรับอะลูมินา ที่ประกอบไปด้วยส่วนหอไรเซอร์ที่มีการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และส่วนหอดาวเนอร์ที่ใช้ในการฟื้นฟูสภาพตัวดูดซับของแข็ง ด้วยภาวะการดำเนินการที่แตกต่างกันในหอไรเซอร์และดาวเนอร์ การติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมทางวิศวกรรม นั่นคือ วาล์วควบคุม เพื่อศึกษาผลกระทบที่มีต่ออุทกพลศาสตร์ภายในกระบวนการ โดยทำการจำลองระบบติดตั้งวาล์วแบบเลื่อนและวาล์วแบบหมุน จากผลการจำลองพบว่าระบบการติดตั้งวาล์วแบบหมุนมีการกระจายตัวของตัวดูดซับของแข็งภายในไรเซอร์อย่างหนาแน่นและสม่ำเสมอ เนื่องจากการปิดกั้นการไหลของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ไปยังส่วนดาวเนอร์ส่งผลให้ทิศทางการไหลของแก๊สและของแข็งไหลในไรเซอร์ได้ดีมากขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพการดักจับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สูงขึ้น อีกทั้งพบว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับมีผลต่อประสิทธิภาพการฟื้นฟูสภาพตัวดูดซับและอุณหภูมิภายในระบบเมื่อเวลาผ่านไป ในส่วนผลลัพธ์ของอัตราการป้อนตัวดูดซับของแข็งที่มากขึ้นมีผลต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการดักจับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้สูงขึ้น และการศึกษาผลของอุณหภูมิและความดันขาออกของดาวเนอร์ พบว่าอุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้เกิดการฟื้นฟูสภาพตัวดูดซับของแข็งที่ดีขึ้น แต่ทำให้การดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงเล็กน้อย และการลดความดันที่ขาออกของดาวเนอร์ส่งผลให้เกิดความแตกต่างของความดันภายในกระบวนการ ทำให้ความเร็วแก๊สขาเข้าและแรงผลักดันในระบบเพิ่มสูงขึ้น