مدل‌سازی فرایند چرخه کلسیم با تاکید بر هیدرودینامیک بستر سیال و مشخصات نوع جاذب

فرآیند چرخه کلسیم به عنوان یک تکنولوژی امید‌بخش برای جذب co2 خروجی از نیروگاه‌های احتراقی در دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است. به منظور مدل‌سازی این فرایند، هیدرودینامیک بستر سیال و همچنین مشخصات نوع جاذب، بر راندمان چرخه کلسیم تاثیرگذار می‌باشند. در این تحقیق، ابتدا جاذب cao/al2o3 با روش سل-ژل سنتز شده و سپس عملکرد آن در طی 20 چرخه کلسیمی با جاذب cao مورد مقایسه قرار می‌گیرد. بعلاوه مدلی جامع مبتنی بر هیدرودینامیک بستر و همچنین خصوصیات جاذب برای این فرایند ارائه شده و سپس تاثیر پارامترهایی از قبیل سرعت ظاهری گاز، ارتفاع کربناتور و موجودی جاذب بر راندمان فرایند مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهند که جاذب cao/al2o3  73 درصد فعالیت خود را در پایان 20 چرخه حفظ می‌کند، درحالیکه این درصد برای جاذب cao برابر با 21 می‌باشد. نتایج حاصل از مدل‌سازی نشان می‌دهند که راندمان جذب برای جاذب cao از 78.69 به 22.68 درصد کاهش یافته است، درحالیکه برای جاذب اصلاح شده cao/al2o3 از 86.5 به 74.1 درصد کاهش می‌یابد. با بررسی پارامترهای مختلف مشخص می‌شود که موجودی جامد تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر روی راندمان جذب داشته و این تاثیرگذاری در مورد سرعت ظاهری گاز و ارتفاع کربناتور به مراتب کمتر می‌باشد.

modeling the calcium looping process with an emphasis on the bed hydrodynamics and sorbent characteristics

the calcium looping process is considered a promising technology to co2 capture emissions from combustion plants in recent decades. to model this process, the bed hydrodynamics as well as the sorbent characteristics will affect the calcium looping efficiency. in this study, cao/al2o3 sorbent is first synthesized by sol-gel method and then its performance is compared with pure cao sorbent through 20 carbonation/calcination cycles. in addition, a general model based on bed hydrodynamics as well as sorbent properties for this process is presented and then the influence of parameters such as superficial gas velocity, carbonator height and sorbent inventory on process efficiency is investigated. thermogravimetric experiments reveal that cao/al2o3 sorbent preserves 73% of its activity at the end of 20 cycles, whereas it is obtained as 21 for pure cao sorbent. the results obtained from modeling show that the adsorption efficiency is decreased from 78.69 to 22.68% for pure cao, whereas, it is decreased from 86.5 to 74.1% for modified cao/al2o3 sorbent. finally, by studying the affective parameters it is obtained that the solid inventory has a significant impact on the process efficiency while the gas velocity and the height of the carbonator are far less effective.