Absorbsiyonlu soğutma sistemi için dolgulu kolon tasarımı

Abstract

Absorbsiyonlu soğutma sistemi ile mekanik sıkıştırmalı soğutma sistemi karşılaştırıldı ve mekanik sıkıştırmalı sistemin termodinamiksel olarak absorbsiyonlu sistemden çok az üstünlüğü olduğu saptandı. Buna karşın absorbsiyonlu sistem düşük sıcaklıkta ısı enerjisi kullanıldığında, bu enerji güneşten veya endüstriyel atık ısı enerjisinden alınabileceği için ucuzdur. Mekanik soğutmalı sistem ise pahalı olan elektrik enerjisini kullanmaktadır. Absorbsiyonlu sistemin performansının arttırılabilmesi için soğutucu akışkan-absorbant çiftleri ile absorber tasarımı üzerinde araştırma yapılması gerekir. Değişik soğutucu akışkan-absorbent çiftlerinin kıyaslanması için bir model önerildi. Bu modelde hesaplamalar için kullanılacak bilginin çoğu kaynaklarda vardır. 11 değişik akışkan çifti üzerinde hesaplamalar ve kıyaslamalar yapıldı ve bunlardan en uygun akışkan çiftin NH3 - LİNO3 olduğu görüldü. Ancak absorberde kütle aktarımının yavaş olması nedeniyle oluşan problemler göz önüne alındığında mekanik sıkıştırmalı sistemden daha az etkindir. Dolgulu kolonda kütle aktaran hızının arttırılabilmesi için kimyasal reaksiyon ve absorbsiyonun aynı anda olduğu akışkan çiftleri olarak CO2 - MEA çözeltisi, absorbsiyonlu soğutma sistemi için uygun özelliklerinden dolayı seçildi. Aynı çalışma koşullarında kimyasal reaksiyonlu kütle aktaran hızının, fiziksel kütle aktaran hızına oranını veren zenginleştirme faktörü ( ) yaklaşık 10 olarak belirlendi. Dolgulu kolon tasarımında kullanılan etkin ara yüzey ( a ), gaz - sıvı ara yüzey konsantrasyonu ( Cai ) değerlerinin hesaplamalarında genellikle absorbsiyon esas alınmıştır. Gerçekte kimyasal reaksiyonun etkisiyle bu değerler artmaktadır. Dolgulu kolon boyu için türetilen sonuç model denkleminde yenilenmiş (a) etkin ara yüzey, (Cai) gaz - sıvı ara yüzey konsantrasyonu kullanılarak daha gerçekçi dolgulu kolon boyu aralığı belirlenmiştir.