Date of Award

4-2018

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Chemical Engineering (MSChE)

Department

Chemical and Petroleum Engineering

First Advisor

Nayef Mohamed Ghasem

Second Advisor

Mohamed H. Al-Marzouq

Third Advisor

Mohammed H. Al-Saleh

Abstract

In this work, CO₂ gas was absorbed from a gas mixture (20 vol.% CO₂ + 80 vol.% N₂) in a custom made Polyvinylidene fluoride (PVDF) hollow fiber membrane contactors by using a variety of single and blends of aqueous amine solutions and nanofluids. An ultrasonic dispersion method was used to prepare nanofluids where SiO₂ nanoparticles and carbon nanotubes (CNTs) were dispersed in deionized (DI) water without adding any surfactant. The prepared solvents were fed into the tube side of the membrane module, whereas the gas mixture was passed through the shell side. CO₂ absorption experiments were carried out using four different liquid flow rates: 10, 20, 30 & 40 ml/min. All experiments were conducted at ambient temperature and atmospheric pressure. CO₂ absorption process carried out by using pure deionized water in the same module was used as a reference. The effects of different parameters on the removal efficiency of CO₂ were investigated and analyzed with a focus on concentrations and types of amines and nanoparticles and liquid flow rates.

Comments

في هذا العمل، تم امتصاص و استخلاص ثاني أكسيد الكربون من النيتروجين في قواطع من الألياف الغشائية الجوفاء المصنوعة من مادة بولي فينيلدين فلورايد (PVDF ) عن طريق استخدام تشكيلة متنوعة من محاليل أمينية مائية و موائع نانوية و مخاليطهم. لقد تمت استخدام طريقة التشتيت بالموجات فوق الصوتية لاستحضار موائع نانوية من الجسيمات النانوية لثاني أكسيد السيليكا و الأنابيب النانوية الكربونية حيث أنه تم تشتيت و تعليق هذه الجسيمات في ماء منزوع الأيونات بدون إضافة أية مادة خافضة للتوتر السطحي. المذيبات المستحضرة تم تمريرها في الإطار الداخلي للألياف الغشائية بينما سمح لخليط الغاز من النيتروجين و ثاني أكسيد الكربون بالتدفق عبر الأسطح الخارجية لتلك الأغشية. أجريت تجارب امتصاص ثاني أكسيد الكربون في هذا البحث على أربعة قيم مختلفة لمعدل تدفق السائل و هي: ‍ ١٠ و ٢٠ و ٣٠ و ٤٠ مليلتر/دقيقة. تم تثبيت تركيز ثاني أكسيد الكربون في خليطه مع النيتروجين على مستوى عشرون في المئة من الحجم الكلي لخليط الغاز. لقد تم إجراء كل التجارب تحت الضغط الجوي و كذلك عند درجة حرارة المحيط و تم اختيار عملية الامتصاص بماء نقي منزوع الأيونات في نفس الوحدة ليتم استعمال نتائجها كمرجع. شمل هذا البحث دراسة و تحليل تأثير مختلف العوامل على كفاءة إزالةثاني أكسيد الكربون مع التركيز على أنواع و تراكيز الأمينات و الجسيمات النانوية و معدلات تدفق السائل.

Download

Share

COinS