Simulation study on the effect of gas permeation on the hydrodynamic characteristics of membrane-assisted micro fluidized beds

تحقیقات اخیر نشان داده است که پتانسیل رآکتورهای بستر مایع با استفاده از غشا برای کاربردهای مختلف و مخصوصا برای تولید هیدروژن خالص. با توجه به ویژگی های انتقال جامع عالی تخت های سیال، پلاریزه شدن غلظت (یعنی انتقال محدودیت انبساط) را می توان غلبه کرد و ظرفیت تولید راکتورهای پوسته مایع با استفاده از غشا را می توان با حداکثر رساندن سطح غشاء نصب شده در واحد حجم، منجر به مفهوم رآکتور بستر سیال با غشای میکرو سازگار. در این مطالعه، شبیه سازی های عددی با استفاده از یک مدل ذرات گسسته به طور سیستماتیک انجام شده است تا جزئیات جداسازی و افزودن گاز را از طریق دیواره های غشایی متخلخل بر خصوصیات هیدرودینامیکی محفظه ی سطوح مایع روغنی تک محفظه بررسی کنیم. به طور خاص، اثر نسبت نفوذ (مقدار گاز نفوذ شده از طریق غشا نسبت به مقدار خوراک) و منطقه غشاء نصب شده در هیدرودینامیک مورد بررسی قرار گرفت. افزودن یا استخراج گاز از طریق دیواره های غشایی متخلخل که فاز امولسیون را محدود می کند، از طریق جریان های درون یا خروجی فرایند گاز شبیه سازی شده است که تأثیر بسیار برجسته ای روی هیدرودینامیک بستر دارد. اثرات نفوذ گاز بر الگوی گردش جامد، توزیع محدودیت جامد و کارایی چگالی احتمال تخلخل در تخت های میکرو اسید پذیر با غشا، به طور کامل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. یافته شده است که نفوذ گاز می تواند تاثیر منفی بر گسترش تخت ناشی از عبور گاز از طریق مرکز تخت را برای مورد استخراج گاز یا نزدیک به دیواره های غشایی برای مورد اضافه شدن گاز داشته باشد. علاوه بر این، تشکیل مناطق تراکم شده (افزایش حجم جامدات) نزدیک به دیواره غشایی که در مورد استخراج گاز دیده می شود، ممکن است مقاومت در برابر انتقال جرم به تسمه یا غشا را افزایش دهد. این اثرات ممکن است به شدت کاهش تماس تماس با گاز و زمان اقامت گاز، که ممکن است عملکرد راکتور را خراب کند. از سوی دیگر، نشان داده شده است که این مشکلات ناشی از نفوذ گاز ممکن است از طریق صحت تنظیم سرعت گاز از طریق غشاء از طریق ناحیه غشاء و دیگر پارامترهای طراحی و شرایط عملیاتی جلوگیری شود.