شبیه‌سازی مولکولی جذب سطحی مخلوط گازهای h2s، co2 و ch4 روی زئولیت si-cha با استفاده از روش مونت‌کارلو

در این مقاله شبیه‌سازی‌ مولکولی مونت‌کارلو برای مطالعۀ حذف h2s و co2 از جریان گاز طبیعی با زئولیت‌ چابازیت بررسی شده‌است. ابتدا، منحنی ایزوترم جذب ch4، co2 و h2s  به‌صورت خالص برروی زئولیت si-cha در محدودۀ فشار 200-0 کیلوپاسکال در دماهای 298، 323 و 348 کلوین شبیه‌سازی و با نتایج تجربی مقایسه شد، به‌طوری‌که میانگین خطای حساب‌شده از شبیه‌سازی، نسبت‌به داده‌های تجربی برای گازهای مذکور در دمای 298 کلوین به‌ترتیب 3/18، 6/6و 8/9 درصد به‌دست آمد. آنالیز گرمای جذب نیز حاکی از جذب فیزیکی هر سه گاز بود. در ادامه، ایزوترم‌های ترکیبات دوجزئی و سه‌جزئی گازهای فوق در محدودۀ ترکیب 90-70% گاز ch4 بررسی شد. نتایج نشان داد که تمایل زئولیت چابازیت به جذب co2 و h2s به‌دلیل عامل قطبیت بالای آن بیشتر از گاز متان است؛ به‌طوری‌که انتخاب‌پذیری چابازیت هم در مخلوط‌های دوجزئی و هم سه‌جزئی برای co2 و h2s نسبت‌به متان به‌ترتیب حدود 2 و 4 به‌دست آمده‌است.

molecular simulation of adsorption of h2s, co2 and ch4 gas mixtures onto si-cha zeolite using the monte carlo method

in this work, the monte-carlo molecular simulation was applied to study the adsorption of h2s and co2 from natural gas onto silica chabazite zeolite. the isothermal adsorption curves of pure ch4, co2, and h2s on zeolite were simulated in a pressure range of 0-200 kpa at the temperature of 298, 323 and 348 k. the heat of adsorption analysis indicated that the physical adsorption has occurred. the simulation results showed a good agreement with experimental data and the average relative error of simulated results in 298 k for those gases were reported as 18.31%, 6.6%, and 9.8%, respectively. the isotherm of dual and triple combinations of these gases has been studied in the composition range of 70-90% of ch4. results indicate that the tendency of chabazite for adsorption of h2s is much more than two other gases, because of its high polarity. in addition, results report that the selectivity of co2 and h2s on chabazite in dual and triple gas mixtures are almost 2 and 4, respectively.