การดูดกลืนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากก๊าซธรรมชาติสังเคราะห์โดยเมมเบรนคอนเทคเตอร์แบบเส้นใยกลวง

Absorption of CO2 from Synthetic Natural Gas by Hollow Fiber Membrane Contactor

Name: พุฒิพงศ์ ตันติขจรโกศล

Name: Puttipong Tantikhajorngosol

keyword: ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาการแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากก๊าซธรรมชาติสังเคราะห์ซึ่งประกอบด้วย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และอีเทนในอัตราส่วน 20, 70 และ 10% ตามลำดับ โดยใช้เมมเบรน คอนแทคเตอร์แบบเส้นใยกลวง 2 ชนิด คือ โพลีไวนิลีดีนฟลูออไรด์ (Polyvinylidenefluoride, PVDF) และโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (Polytetrafluoroethylene, PTFE) สารละลายดูดกลืนที่ใช้คือ น้ำ สารละลายโมโนเอทาโนลามีน (Monoethanolamine, MEA) และสารละลายโซเดียมคาร์บอเนต (Sodium carbonate, Na2CO3) การทดลองเริ่มจากการศึกษาตัวแปรต่างๆ ที่มีผลต่อการดูดกลืนก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ โดยพิจารณาผลของอัตราการไหลของสารดูดกลืน (300-600mL/min) อัตราการ ไหลของก๊าซป้อน (200 -400 mL/min) ชนิดของสารดูดกลืนที่ใช้ และชนิดของเมมเบรน ซึ่งพบว่า สำหรับการดูดกลืนทางกายภาพเมื่อใช้น้ำเป็นสารดูดกลืน และการดูดกลืนทางเคมีเมื่อใช้สารละลาย MEA เข้มข้น 1M และใช้สารละลาย Na2CO3 เข้มข้น 1M นั้น การเพิ่มอัตราการไหลของสารดูดกลืน ส่งผลให้ค่าฟลักซ์เพิ่มขึ้น ในขณะที่การเพิ่มอัตราการไหลของก๊าซป้อนไม่ส่งผลต่อค่าฟลักซ์นอกจาก นี้ยังพบว่าค่าฟลักซืของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อใช้สารละลาย MEA สูงกว่าเมื่อใช้สารละลาย Na2CO3 และน้ำตามลำดับ และประสิทธิภาพในการดูดกลืนเมื่อใช้เมมเบรน PTFE นั้นยังสูงกว่า เมมเบรน PVDF เมื่อวิเคราะห์ความต้านทานการถ่ายเทมวล พบว่าความต้านทานการถ่ายเทมวล หลักจะอยู่ในเฟสของของเหลวทั้งเมมเบรน PVDF และ PTFE แต่ถ้าเมมเบรนเกิดการเปียกเพิ่มขึ้น ความต้านทานการถ่ายแทมวลในเฟสของเมมเบรนจะเพิ่มมากขึ้น การศึกษาประสิทธิภาพการดูดกลืน ระยะยาวของเมมเบรน พบว่าเมื่อใช้เมมเบรน PVDF ค่าฟลักซืของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลง อย่างชัดเจนในช่วง 3 วัน ส่วนเมมเบรน PTFE ค่าฟลักซ์นั้นลดลงชัดเจนในช่วง 4 วัน และเมื่อผ่านไป 14 วัน ค่าฟลักซ์เมื่อใช้เมมเบรน PVDF ลดลงถึง 15.7% ในขณะที่เมื่อใช้เมมเบรน PTFE นั้นค่าฟลักซ์ ลดลงเพียง 4.1 %

Abstract: This work studied separation of CO2 from synthetic natural gas consisting of 20%v/v CO2, 70%v/v CH4 and 10%v/v C2H6, by membrane contacting process using two different hollow fiber membranes, Polyvinylidenefluoride (PVDF) and Polytetrafluoroethylene (PTFE). Aqueous Monoethanolamine (MEA), Sodium carbonate and water were used as the absorbents. First, the effects of operating parameters including liquid flow rate 300 to 600 mLimin, gas flow rate 200 to 400 mL/min, types of absorbents and membranes on absorption performance were studied. It was found that for physical absorption and chemical absorptions using 1.0 M MEA and Na2CO3 solutions, the increase of absorbent flow rate increased the flux of CO2 but the gas flow rate had no effect on CO2 flux. In addition, the flux of CO2 using MEA was higher than that of Na2C03 and water, respectively. The efficiency of absorption using PTFE membrane was higher than using PVDF membrane. From the analysis of mass transfer resistance, the main mass transfer resistance was in the liquid phase for both PVDF and PTFE membranes. In case of partially wetted mode, mass transfer resistance in membrane phase was the major resistance. In addition, long-term absorption performance of the membranes was studied. When PVDF membrane was used, the flux ofCO2 decreased clearly in 3 days, whereas for PTFE membrane, the flux of CO2 decreased slightly in 4 days. It was also found that after 14 days of operation the flux of CO2 using PVDF membrane decreased 15.7% while the flux of CO2 using PTFE membrane decreased 4.1%.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: รัตนา จิระรัตนานนท์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2555

Modified: 2555-07-31

Issued: 2555-07-31

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CHE2259

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CHE2259.pdf	1.77 MB	38	2023-02-07 10:48:09
2	CHE2259ab.pdf	55.12 KB	10	2023-02-07 10:49:16

ใช้เวลา

0.021365 วินาที