On the Numerical Modeling of Gas Absorption into Reactive Liquids in a Laminar Jet Absorber

Authors

  • Ahmed Aboudheir,

    1. International Test Centre for Carbon Dioxide Capture (ITC), Faculty of Engineering, University of Regina, Regina, SK S4S 0A2 Canada
    Search for more papers by this author
  • Paitoon Tontiwachwuthikul,

    Corresponding author
    1. International Test Centre for Carbon Dioxide Capture (ITC), Faculty of Engineering, University of Regina, Regina, SK S4S 0A2 Canada
    • International Test Centre for Carbon Dioxide Capture (ITC), Faculty of Engineering, University of Regina, Regina, SK S4S 0A2 Canada
    Search for more papers by this author
  • Amit Chakma,

    1. Chemical Engineering Department, University of Waterloo, Waterloo, ON N2L 3G1 Canada
    Search for more papers by this author
  • Raphael Idem

    1. International Test Centre for Carbon Dioxide Capture (ITC), Faculty of Engineering, University of Regina, Regina, SK S4S 0A2 Canada
    Search for more papers by this author

Abstract

A comprehensive numerically solved absorption-rate/ kinetics model that takes into account the coupling between chemical equilibrium, mass transfer, and the chemical kinetics of all the possible chemical reactions involved was developed for the absorption of a gas into a reactive liquid. Also, absorption rate measurements to determine the kinetics of the process were obtained in a laminar jet absorber and used to validate this new model. The results show that the model used in conjunction with our numerical method is capable of predicting the gas absorption rates, enhancement factors, and the kinetics of the reaction. Also the model predicted kinetic data for the absorption of CO2 into monoethanolamine (MEA) solutions that were found to be in accordance with published kinetic data. These results show that the developed numerically solved absorption-rate/kinetics model is both accurate and efficient.

Abstract

Un modèle numérique de vitesse d'absorption/cinétique complet tenant compte du couplage entre l'équilibre chimique, le transfert de matière et la cinétique chimique de toutes les réactions chimiques possibles concernées, a été mis au point pour l'absorption d'un gaz dans un liquide réactif. En outre, on a mesuré la vitesse d'absorption pour déterminer la cinétique du procédé dans un absorbeur à jet laminaire, permettant ainsi la validation de ce nouveau modèle. Les résultats montrent que le modèle utilisé conjointement à notre méthode numérique est capable de prédire la vitesse d'absorption du gaz, les facteurs d'amélioration et la cinétique de la réaction. Le modèle prédit également les données cinétiques pour l'absorption du CO2 dans des solutions de monoéthanolamine (MEA), qui s'avèrent en accord avec les données cinétiques publiées. Ces résultats montrent que le modèle numérique de vitesse d'absorption/cinétique mis au point est précis et efficace.

Ancillary