MODELACIÓN COMPUTACIONAL DEL PROCESO DE ADSORCIÓN Y DESORCIÓN CONTROLADA DE DIÓXIDO DE CARBONO EN CARBÓN ACTIVADO

Abstract

El presente trabajo de título se enmarca en el proyecto Fondecyt 1100884, el cual busca establecer un modelo computacional que sea capaz de simular la distribución de temperaturas dentro de un estanque representativo durante los procesos de adsorción y desorción de CO2 en carbón activado. El software que se utilizó para desarrollar el modelo fue el Star CCM+, programa diseado para diversas aplicaciones de ingeniería. Su objetivo es simular matemáticamente el comportamiento de algún proceso o sistema de interés. Trabaja sobre un volumen de control pre definido, resolviendo las ecuaciones de transporte sobre cada diferencial de volumen. El modelo computacional que se desarrolló en este trabajo, fue generado a partir de un volumen que representa el estanque montado en el laboratorio de Termofluidos de la UTFSM (en el cual se desarrollan los estudios experimentales de adsorción y desorción de CO2 en carbón activado), luego se definieron las regiones que lo conforman, para este caso son cuatro las regiones: estanque, aire exterior, cubos de cambio de fase y carbón activado; posteriormente se definen las interfaces para cada región y se enmallan. Finalmente se carga el programa con un tiempo y potencia por metro cúbico tanto para la adsorción como para la desorción. Este informe consta básicamente de tres secciones de simulación, en ellas se han desarrollado diferentes modelos que buscan determinar las distribuciones de temperaturas dentro del estanque bajo diferentes condiciones. La primera sección presenta dos modelaciones a las cuáles se les varió levemente la potencia de adsorción y desorción, buscando determinar la sensibilidad del programa. La segunda corresponde a tres modelos basados en parámetros experimentales, el resultado de uno de estos modelos fue posteriormente comparado con el obtenido experimentalmente a fin de determinar la validez del programa. Finalmente se crearon dos simulaciones adicionales, a las que se les varió el tamao de los cubos de cambio de fase con el objetivo de comparar sus resultados con un modelo estándar, bajo idénticos parámetros.