การศึกษาการดูดซับแก๊สผสมในถ่านกัมมันต์ด้วยแบบจำลองแกรนด์คาโนนิคัลมอนติคาร์โลStudy for Adsorption of Gas Mixture in Activated Carbon by Grand Canonical Monte Carlo Simulation

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาสมดุลการดูดซับและค่าการเลือก (Selectivity) ของแก๊สผสมระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์ กับมีเทนในแบบจำลองของถ่านกัมมันต์แบบร่องที่มีขนาดรูพรุนต่างๆ โดยใช้การจำลองแบบแกรนด์คาโนนิคัลมอนติคาร์โล (Grand Canonical Monte Carlo; GCMC) ศึกษาที่อุณหภูมิ 293.15 K จนถึง 318.15 K และที่เศษส่วนโมลในวัฏภาคแก๊สต่างๆ พบว่าเมื่อความดันรวมในวัฏภาคแก๊สสูงขึ้นปริมาณการดูดซับและค่าการเลือกจะมีค่าเพิ่มขึ้น ในขณะที่ปริมาณการดูดซับและค่าการเลือกจะมีค่าลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นหรือขนาดรูพรุนใหญ่ขึ้น และเมื่อเศษส่วนโมลของคาร์บอนไดออกไซด์ในวัฏภาคแก๊สสูงขึ้นจะทำให้ปริมาณการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์สูงขึ้นแต่ค่าการเลือกกลับลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

Adsorption isotherm and adsorption selectivity of carbon dioxide-methane mixture in slit-shaped pore model are investigated in this study. The simulation has been carried out by Grand Canonical Monte Carlo Simulation (GCMC) method. The adsorption isotherm of gas mixture in different pore widths is studied at various temperatures from 293.15 to 318.15 K. We also vary the mole fraction of gas mixture. It is found that the adsorption and selectivity increase with total pressure, while they decrease when the temperature increases. The adsorption also decreases when the pore width increases. When the mole fraction of carbon dioxide in gas mixture increases, the adsorption increases while the selectivity decreases significantly.