تم مناقشة رسالة الماجستير الطالبة مروة حسين محمد علي في قسم الهندسة الكيمياوية عن البحث الموسوم Zeolite Oxygen Separation from Air using
في يوم الاربعاء الموافق 19 – 10 – 2022 وبأشراف ا.م.د رغد فريد قاسم (مشرف اول) و
د. رياض كامل عبد ( مشرف ثاني)
وقد تشكلت لجنة المناقشة من السادة
- ا.د عدنان عبد الجبار عبد الرزاق الجامعة التكنولوجيا / قسم الهندسة الكيمياوية رئيسا
- ا.م.د سما محمد عبد الله جامعة بغداد / كلية الهندسة / قسم الهندسة الكيمياوية عضوا
- م .د طارق نايف محمد جامعة بغداد / كلية الهندسة / قسم الهندسة الكيمياوية عضوا
- ا.م.د رغد فريد قاسم جامعة بغداد / كلية الهندسة / قسم الهندسة الكيمياوية(مشرف اول)
- د. رياض كامل عبد وزارة العلوم والتكنولوجيا / دائرة بحوث المواد (مشرف ثاني)
تناول البحث
تبحث هذه الدراسة في ظروف التشغيل المثلى المتعلقة بامتزاز غاز النيتروجين من الهواء المحيط على الزيوليت ) Li-LSX كاتيون Li⁺ محمل على الزيوليت منخفض السيليكا من النوع (X لإنتاج غاز الأكسجين بواسطة عملية الامتزاز المتأرجح للضغط والفراغ. تم إجراء التجارب باستخدام عمود QVF (قطره الداخلي 4 سم وطوله 17 سم) معبأ بارتفاعات مختلفة (9 و 12 و 16 سم) من الزيولايت Li-LSX الحبيبي بقطر 0.4 إلى 0.8 مم. في كل ارتفاع تعبئة ، تم استخدام معدلات تدفق مختلفة (2-10 لتر / دقيقة) لضغوط الإدخال المختلفة (0.5 – 2.5 بار) للكشف عن آثارها على نقاء الأكسجين المنتج كنسبة مئوية من حجم تيار الهواء المخرج.
اختبارات التحليل مثل مساحة السطح ، وحجم المسام بواسطة ,BET والفحص المجهري الالكتروني SEM على كل من الزيولايت والكربون المنشط اظهرت ان الكربون المنشط له مساحية سطحية اعلى من الزيولايت , على الرغم من أن الكربون المنشط أظهر مساحة سطح أعلى وحجم مسام أكبر ، إلا أن الزيولايت Li-LSX كان أكثر كفاءة في امتزاز غاز النيتروجين بسبب هيكله الفريد.
الحد الأقصى للنقاء الذي تم الحصول عليه 73.15٪ والذي وصل إلى التوازن عند ارتفاع التعبئة 16 سم بزمن 33 ثانية ، وضغط الإدخال 2.5 بار ، ومعدل تدفق مدخل 6 لتر / دقيقة ؛ واعتبرت هذه الظروف أفضل الظروف التجريبية.
تمت مقارنة أداء الزيوليت Li-LSX مع مادة ماصة مختلطة تتكون من 85٪ زيولايت Li-LSX مع الكربون منشط حبيبي بنسبة 15٪ ، والذي اعطى نقاء 47.6٪ في أفضل الظروف.
استخدم منهجية سطح الاستجابة لتحديد المتغيرات الأكثر تأثيرا وتفاعلاتها. أكدت النتائج التأثير القوي للضغط X1 ، وارتفاع التعبئة X2 ، ومعدل التدفق X3 ، كما هو موضح في المعادلة.
Y= -19.7 – 8.54 X1 + 4.90 X2 + 4.95 X3 + 1.60 X1*X1 – 0.1270 X2*X2 – 0.2510 X3*X3 + 0.951 X1*X2 + 0.748 X1*X3 – 0.1440 X2*X3
قدرت الإنتاجية والاسترداد لتقييم أداء الممتز وجدوى العملية. وكانت النتائج إنتاجية 18 مليمول / كجم ثانية واسترداد 0.97.
تمت دراسة متساوي الامتزاز في أفضل الظروف. تم تركيب بيانات الامتزاز في لانكماير و فريندلك و متساوي الامتزاز دوبينن. استنادا إلى قيم R2 ، أظهر نموذج لانكماير تمثيلا جيدا للبيانات التجريبية عند R2 0.917. وكان الحد الأقصى لتغطية الطبقة الأحادية (qm) البالغ 200 ملغم/غ وKL 0.0023 لتر/ ملغ. أيضا ، من نموذج متساوي الامتزاز فريندلك ، أشارت كثافة الامتزاز (n) إلى امتزاز إيجابي قدره 1.435. أيضا ، فإن قيمة عامل الفصل RL على أساس ثوابت لانكماير تساوي 0.90377 ، أقل من 1 ، وهذا يشير إلى الامتزاز ايجابي. تم تقدير متوسط الطاقة الحرة من نموذج متساوي الامتزاز دوبينين 0.02 KJ / mol ، مما أثبت بوضوح أن تجربة الامتزاز اتبعت عملية فيزيائية. أظهرت دراسة حركية الامتزاز للنتائج التجريبية ملائمة جيدة لنموذج النظام الأول الزائف.
