بخشی از مقاله
خلاصه:
زئولیت ها پتانسیل خوبی براي ذخیره سازي آمونیاك دارندچفبنابراین میزان جذب آمونیاك در زئولیتف هايFAU – DDR– MFI -LTAفدر دماي هشه ، مهمفو متمفدرجه کلوین و فشار لححچحفتا حححلکیلوپاسگال، توسط شبیه ساز مونت کارلو مورد بررسی قرار گرفته استچفتاثیر سطح و فضایی داخلی زئولیت بر مقدار جذب به خوبیف تاثیر دما و فشار میباشدچففاکتور اصلی در میزان جذب فضاي خالی است که زئولیت در اختیار آمونیاك قرار میدهد، به طوري که بیشترین مقدار جذب آمونیاك در زئولیت هاي مورد بررسی مربوط به FAUفمیباشد.
کلمات کلیدي: زئولیت نفFAU – DDR – MFIف، شبیهفسازي مونت کارلو ، جذب
مقدمه:
سوخت فسیلی بیش از هش فدرصد از نیازهاي انرژي در جهان را تامین میفکند، با این حال احتراق سوختهاي فسیلی یکی از منابع عمده آلاینده و گازهاي گلخانه اي است.امروزفه افزایش غلظت آلاینده ها در هوا به دلیل مشکلاتی که ایجاد میفکند مورد توجه قرار گرفته است که به تازگی از آن به عنوان دلیل گرم شدن کره زمین نام برده فمیفشودچف آمونیاكپNH3ژفسومین ترکیب نیتروژن دار فراوان بعد از گاز قلیایی در اتمسفر است، که با گونه هاي اسیدي و خنثی موجود در جو واکنش میدهد، تاثیر آمونیاك و آمونیوم در محیط زیست باعث تشکیل باران اسیدي، ایجاد خوردگی، اسیدي شدن آب انبارها ، تغییر تعادل تابش جهانی در جو وکاهش دیدفاتمسفري از طریق پراکندگی نور میباشد، به دلیل نقش پیچیده آمونیاك حذف این آلاینده یک کار قابل توجه و ضروري در زمینه آلودگی هوا است]ل[
چبراي از بین بردن آلاینده ها روش هاي متنوعی وجود دارد از جمله استفاده از کاتالیزور،کربن فعال و روش جداسازي مانند جذب با حلالپففیزیکی و شیمیایی ژ، فرایند جذب سطحی، فرایند برودتی غشایی را میتوان نام برد که در این میان جذب سطحی به دلیل کارایی بالا و سادگی عملیات بسیار مورد توجه قرار گرفته است]هنم[چجذبآلاینده ها با استفاده از انواع جاذب مانند ،اکسید فلزي ، کربن فعال ، رس هاپطبیعیفو سنتزيژ ، نانو تیوپ ، اکسید فلزي ،سرامیک و زئولیت ها انجام شده است،ف زئولیتفها عملکرد خیلی خوبی در جداسازي این گازها از خود نشان دادند]تنز[چفدر سال غححهفحدود ذغلفساختار غربال ملکولی در کمیسیون ساختار انجمن بین المللی زئولیتثبت شد که از آنها تنها غلساختار منابع تجاري و مصنوعی دارند]ذنف ه[چزئولیت LTA
فآبدوست میباشد و به عنوان جاذب مناسبی براي حذف گاز در نظر گرفته شده است، این زئولیت داراي پتانسیل بالایی براي کاهش رطوبت در جریان هاي گازي میباشد]شنحل[چف هونگ هوفیه به منظور توسعه فرایند تک مرحله ایی براي از بین بردن-S CO2-NOدر گاز دودکش به طور همزمان با استفاده از روش جذب COفمورد بررسی قرار دادند که روند جذب چنین استSO > CO2>NO]لل[چفرحمتی و همکاران با بررسی ساختار زئولیتفو تاثیر دما ، فشار مختلف در جذب هیدروژن با استفاده از شبیه ساز مونتفکارلو و تطبیق نتایج با دادهاي تجربی کار خود را شرح دادند]هل[چشبیه ساز راه حل یا دیدگاه بهتر به آزمایشگران تجربی پیشهاد میفدهد که به توصیف نتایج جدید کمک کندچف در این تحقیق با استفاده از شبیهفسازي مولکولی جذب گازها آمونیاك روي زئولیت LTA فنMFI ن فDDRن فFAUف بررسی و اثر پارامترفهاي مهم از جمله ساختار ملکولی جاذب ، دما و فشار مورد ارزیابی قرار گرفته است.
مدلسازي:
این پژوهش با استفاده از شبیهفسازي مونتفکارلو انجام شده است چفمونتفکارلو یک روش تصادفی و متکی بر پایه احتمالات است که براي شبیهفسازي مایعات ، گازها ، انتقال بین سطوح و یا ساختار مختلف میتوان بدست اورد.
لنایجاد یک ساختار براي آزمایش تصادفی
هنفارزیابی یک معیار پذیرش با محاسبه تغییر انرژي و خواص دیگر ساختار مورد ازمایش من مقایسه با یک معیار براي رد یا پذیرش ازمایش شبیهفسازي شده]مل[چفف تمام اتم و ملکول ها موجود در ساختار تحت تاثیر انرژي پتانسیل مورد استفاده هستندچفتعادل و انرژي الکترواستاتیکی به روش Evaldفکه در محاسبه تعادل انرژي بسیار دقیق عمل میفکند صورت گرفتچفشبیهفسازي جذب گازها با استفاده از روش GCMCفانجام شده استچفشار لازم براي ارزیابی پتانسیل شیمیایی ملکول هاي جذب شده با استفاده از قانون گاز ایده آل محاسبه شده استچ فمحاسبه انرژي پتاسیل اتم بر اساس واندروالس با فاصله مچل فنانومتر انجام شده و روش Evaldبا دقت براي انرژي پتانسیل الکترواستاتیک مورد استفاده قرار گرفته است.
براي دستیابی به تعادل در شبیهفسازي و خواص مورد نیاز و تجزیه تحلیل داده ها با دقت 2.5 ∗ 10فمرحله استفاده شده است]ملنزل[چزئولیت که براي مقایسه با دادهاي تجربی مورد استفاده قرارگرفته توسط فوکس وهمکاران]ذلنفغل[یکسان استچ فپتانسیل استفاده شده در این که شامل کولمبیک - coulombic - ، لنارد جونز و باکینگهام که توانا و به فرم زیر هستند مجموعه مختلفی در زمینهفنیرو براي شبیهفسازي در نظر گرفته شده است، که اجازه حرکت ذرات، تغییر حجم جعبه و انتقال ذرات بین جعبه را می دهدچفهمه جواب ها و پارامترها با استفاده از آزمون خطا بدست آمده است و بررسی آنها و تطبیق داده ها با نتایج تجربی در دسترس استچفف
-3 نتایج و بحث :
زئولیت مورد مطالعهLTAداراي ابعاد a=24.610 A° ف،b=24.610 A° ف،c=24.610 A° فو زاویه آن برابر= 90 ° ،α = 90 βف،γ = 90°فمیباشدچفانتخاب پارامترهاي پϵ σ،ژفاندرفکنش بین اتمی مطابقجداول لفتا تفاستچف جذب H2S –NH3 –CO2 –H2Oدر زئولیت LTAفدر دماهاي هشهنمهمنمتمفکلوین محاسبه و نتایج بدست امده از شبیهفسازي با دادهاي تجربی مورد مقایسه قرار گرفته استچفبین پارامتر ϵ σ،فرابطه معنا داري وجود دارد ، بدین معنی که با افزایش ϵباعث افزایش انرژي تعامل که باعث کاهش لناردنجونزپL.Jژفمیفشود، و کاهش لناردنفجونز گسترش دامنه پذیرش که باعث افزایش درصد جذب میف شودچهمانفطور که در قسمت قبل توضیح داده شد انتخاب مدل و تابع پتانسیل از مشکلات اساسی در شبیهفسازي مولکولی است.فپتانسیل لنارد جونز - L-J - فمعمولا براي محاسبه خواص ترمودینامیک یک گاز بکار گرفته میفشودچفبا توجه به اینکه تابع پتانسیل لوناردنجونز نتایج خوبی براي رفتار آمونیاك از خود نشان می-دهد]هلنذه[، براي بررسی ایزوترم جذب NH3فاز این تابع پتانسیل استفاده میشودچفشکللفایزوترمهاي شبیهفسازي شده فف
