Absorpsiyon yöntemi ile farklı işletme koşullarında CO₂ giderim veriminin incelenmesi

Abstract

Etkileri küresel boyutta yaşanan iklim değişikliğinin ortaya çıkmasında rol oynayan sera gazlarından olan karbondioksitin azaltılması ve kontrol altına alınması büyük önem taşımaktadır. Tez çalışması kapsamında ters akımlı dolgu yataklı bir absorplayıcı kullanılarak karbondioksit gazı giderim prosesi incelenmiştir. Absorpsiyon sistemine sabit miktarda beslenen karbondioksitin, farklı hava ve sıvı akış hızlarındaki giderim veriminin belirlenebilmesi amacıyla deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda elde edilen veri kullanılarak absorplama hızları, kütle transfer katsayıları ve absorpsiyon verimleri hesaplanmıştır. Maksimum absorplama hızı, kütle transfer katsayısı ve absorpsiyon verimi, absorpsiyon sisteminin 2,5 m3/saat hava ve 3 L/dak sıvı akış hızında çalıştırılması sonucunda elde edilmiştir. 3,5 m3/saat hava akış hızına karşılık 1 L/dak sıvı akış hızında ise minimum absorplama hızı, kütle transfer katsayısı ve absorpsiyon verimi belirlenmiştir. Minimum ve maksimum absorplama hızları, sırasıyla, 0,44 ve 1,32 gmol/saat olarak gözlemlenmiştir. Kütle transfer katsayıları, 9,79-29,37 kmol/m3.atm.saat aralığındadır. Minimum absorpsiyon verimi %5,07, maksimum absorpsiyon verimi ise %15,28 olarak belirlenmiştir. Absorplama hızları, kütle transfer katsayıları ve absorpsiyon verimlerinin, sıvı akış hızları arttığında artış gösterdiği, hava akış hızları arttığında ise azaldığı görülmüştür. Sistem optimizasyonu yapılırken hava ve sıvı akış hızlarının dikkate alınması gerekmektedir. Karbondioksit giderim çalışmaları, iklim değişikliğinin etkilerinin azaltılması yönünde önemli katkılar sağlamaktadır.

It is of great importance to reduce and control carbon dioxide, one of the greenhouse gases that play a role in the emergence of climate change, the effects of which are experienced on a global scale. Within the scope of the thesis, the carbon dioxide gas removal process was examined using a counter-current packed bed absorber. Experiments were carried out to determine the removal efficiency of carbon dioxide fed to the absorption system in fixed amounts at different air and liquid flow rates. Absorption rates, mass transfer coefficients and absorption efficiencies were calculated using the data obtained by the experiments. Maximum absorption rate, mass transfer coefficient and absorption efficiency were obtained by operating the absorption system at 2.5 m3/hour air and 3 L/min liquid flow rate. Minimum absorption rate, mass transfer coefficient and absorption efficiency were determined at a liquid flow rate of 1 L/min against an air flow rate of 3.5 m3/hour. Minimum and maximum absorption rates were observed as 0.44 and 1.32 gmol/hour, respectively. Mass transfer coefficients are in the range of 9.79-29.37 kmol/m3.atm.hour. Minimum absorption efficiency was determined as 5.07% and maximum absorption efficiency was determined as 15.28%. It has been observed that absorption rates, mass transfer coefficients and absorption efficiencies increase when liquid flow rates increase and decrease when air flow rates increase. Air and liquid flow rates must be considered when optimizing the system. Carbon dioxide removal studies make significant contributions to reducing the effects of climate change.