Πειραματικός προσδιορισμός της απορρόφησης CO2 και C6H6 σε υδατικά ανθρακικά διαλύματα με χρήση FTIR ανάλυσης - Δεσύπρης, Γεώργιος-Αλέξανδρος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων, 2017)
Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη πειραματική διερεύνηση της συνδυασμένης απορρόφησης διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και βενζολίου (C6H6) από υδατικά διαλύματα ανθρακικού καλίου (K2CO3) με ή χωρίς τη χρήση πρόσθετης αμίνης (ΜΕΑ). Για τον πειραματικό προσδιορισμό της απορρόφησης πραγματοποιήθηκε ανάλυση της αέριας φάσης με αναλυτή FTIR και τα στάδια βαθμονόμησης του και βελτιστοποίησης της διακριτικής του ικανότητας αποτελούν επίσης αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας. Στόχος είναι ο προσδιορισμός αποδοτικών διαλυμάτων ως προς την απορρόφηση CO2, η μελέτη της επίδρασης των πισσών στην απορρόφηση του, καθώς επίσης να εξεταστεί η απομάκρυνση αρωματικών υδρογονανθράκων (βενζόλιο) σε υψηλότερες θερμοκρασίες σε σχέση με της μεθόδους φυσικής απορρόφησης. Επιπλέον εξετάζεται η ικανότητα μεθόδων FTIR να προσδιορίσουν τη σύσταση του εξερχομένου αερίου από διεργασίες χημικής απορρόφησης. Συγκεκριμένα, οι θερμοκρασίες που μελετήθηκαν ήταν αυτές των 60 οC και 70 οC, οι συστάσεις της ΜΕΑ ηταν 1 wt. % και 5 wt. % και η σύσταση του βενζολίου στο αέριο ρεύμα 1000 ppmv και 2000 ppmv. Επιπλέον, εκτός από την απορρόφηση διερευνήθηκε και ο ρυθμός απορρόφησης του διοξειδίου του άνθρακα ανάλογα με την θερμοκρασία απορρόφησης και της σύστασης της ΜΕΑ. Για την πραγματοποίηση της διερεύνησης αυτής κατασκευάστηκε εργαστηριακή διάταξη με αναδευόμενο αντιδραστήρα φυσαλίδων (stirred sparged reactor), στην οποία πραγματοποιήθηκε έκχυση βενζολίου με αντλίες σύριγγας (syringe pumps). Η ροή αερίων ρυθμίστηκε από ρυθμιστές ροής μάζας και οι παροχές των διάφορων αερίων προσομοίαζαν την σύσταση του αερίου σύνθεσης που προκύπτει κατά την αεριοποίηση υδρογονανθράκων. Με την χρήση αυτής της διάταξης πραγματοποιήθηκαν 18 πειράματα. Η αύξηση της θερμοκρασίας επιφέρει μείωση της διαλυτότητας του διοξειδίου του άνθρακα και του βενζολίου ανεξάρτητα της σύστασης και της χρήση ή μη πρόσθετης αμίνης. Επίσης, η αύξηση της σύστασης του βενζολίου στη ροή του αερίου ρεύματος φαίνεται να επηρεάζει ελάχιστα, την διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα ωστόσο αυξάνει κατά πολύ την διαλυτότητα του ιδίου του βενζολίου. Τέλος, η προσθήκη πρόσθετης αμίνης ΜΕΑ στο διάλυμα σε μεγάλη ποσότητα βελτιώνει κατά πολύ την διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα. Όσον αφορά τον ρυθμό απορρόφησης, η αύξηση της θερμοκρασίας επηρεάζει θετικά τη χημική κινητική, όπως ισχύει και με την προσθήκη πρόσθετης ΜΕΑ σε σύσταση 1 wt. % και 5 wt. %.