Bulk separation of binary gas mixtures by pressure swing adsorption

(2000) Bulk separation of binary gas mixtures by pressure swing adsorption. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
10383.pdf

Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

تم الفصل بالإدمصاص المضغوط المزدوج لخليط 60% ميثان - 40% نيتروجين باستخدام الكربون المنشط ماكسورب ذا المساحة السطحية النوعية العالية في وحدة الحوض الثنائي . خط التحاور للغاز النقي على الماكسورب خط خطي بمعامل اتزان 3.0 لصالح الميثان . الكيناثيكية سريعة جداً لكلي الغازين لذلك كان الإدمصاص المضغوط المزدوج محكوم بالاتزان استعملت حلقة سكاستروم وحلقة أخرى معدله بوحدة نزع الغعط ذات الاتجاه الواحد للحصول على ناتج يحتوي على 88% ميثان . أجرى تمثيل رياضي لتجارب السكاستروم بنجاح . هناك علاقة خطية قائدة القوة لوحيد العنصر وثنائي العنصر أشتقت نظرياً لنظام التركيز المتعلق بالانتشارية . نتائج المعادلات الجديدة تتفق بشكل مرضي مع الحل الدقيق لموديل المقدار المنتشر . أجريت مماسات لمفاعل الإدمصاص الضاغط المزدوج وتم مقارنة النتائج بمفاعل محفز عديم سعة الإدمصاص لتفاعل نزع الهيدروجين من الإيثان فوق طظح حافز الكادميوم العشرب على الزيولايت 4A .

English Abstract

Pressure swing adsorption separation of a 60% methane-40% nitrogen mixture is carried out on a high-specific area activated carbon MAXSORB in a dual-bed unit. Pure gas isotherms on MAXSORB are linear with an equilibrium separation factor of 3.0 in favor of methane. The kinetics is very rapid for both the gases and, consequently, the current PSA is equilibrium controlled. A Skarstrom cycle and a modified cycle with concurrent depressurization step are used to obtain a steam of up to 88% methane. Mathematical modeling of the Skarstrom experiments is also performed successfully. A new linear driving force expression for single-component and binary diffusion is theoritically derived for a concentration dependent diffusivity system. The result of the new equations match fairly well with the exact distributed parameter model solution. Simulation of a pressure swing adsorption reactor is also performed and the results compared with a catalytic reactor with no adsorption capacity for a samle reaction of ethane dehydrogenation on a cadmium catalyst impregnated on 4A zeolite.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemical Engineering
Divisions: College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Committee Advisor: Loughlin, Kevin F.
Committee Members: Fatehi, Ashraf I. and Hassan, M. M.
Depositing User: Mr. Admin Admin
Date Deposited: 22 Jun 2008 17:03
Last Modified: 01 Nov 2019 17:00
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/10383