انجمن مهندسی شیمی ایران مهندسی شیمی ایران 1735-5400 مقالات آماده انتشار 2026 07 22 Dynamic Modeling and Analysis of Carbon Dioxide Adsorption Process in a Hybrid AC/13X/CMS Honeycomb Adsorbent Bed مدلسازی و تحلیل دینامیکی فرآیند جذب دی اکسید کربن در بستر جاذب لانه‌زنبوری ترکیبی AC/13X/CMS 247768 10.22034/ijche.2026.581338.1602 FA محمد حسین خواست خدایی گروه مهندسی شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران نادیا اسفندیاری گروه مهندسی شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران معین نبی پور گروه مهندسی شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران بیژن هنرور گروه مهندسی شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران Journal Article 2026 05 12 In this study, dynamic modeling and analysis of carbon dioxide adsorption in a hybrid honeycomb adsorbent bed composed of activated carbon, zeolite 13X, and carbon molecular sieve were investigated. The rationale for using this hybrid adsorbent is to take advantage of the complementary properties of its components. Activated carbon provides high specific surface area and diverse diffusion pathways, zeolite 13X offers polar and cationic sites with strong affinity toward CO₂, and carbon molecular sieve contributes microporous structure and molecular sieving effects, which can enhance adsorption capacity and dynamic column performance. In addition, the honeycomb structure provides regular flow channels, reduces pressure drop, and improves gas–solid mass transfer during the adsorption process. A mathematical model was developed based on gas-phase mass balance, the linear driving force kinetic model, and adsorption equilibrium isotherms. The model was validated using experimental adsorption capacity data and the main trends of breakthrough behavior. The results showed that increasing pressure enhanced CO₂ adsorption capacity, whereas increasing temperature decreased adsorption capacity, which is consistent with the exothermic nature of physical adsorption. The optimized adsorbent composition containing 30 wt% zeolite 13X and 70 wt% CMS showed the best performance within the investigated operating range. Sensitivity analysis indicated that pressure, adsorbent composition, and temperature were the most influential parameters affecting CO₂ adsorption capacity. The main contribution of this work is the conversion of experimental data for a hybrid honeycomb adsorbent into a validated dynamic modeling framework for analyzing adsorption capacity, breakthrough behavior, and the effects of operating parameters. در این پژوهش، مدل‌سازی و تحلیل دینامیکی فرآیند جذب دی‌اکسیدکربن در بستر جاذب لانه‌زنبوری ترکیبی شامل کربن فعال، زئولیت 13X و کربن غربال مولکولی انجام شد. به‌کارگیری این جاذب ترکیبی، بهره‌گیری هم‌زمان از ویژگی‌های مکمل اجزای مختلف است؛ به‌طوری‌که کربن فعال با سطح ویژه بالا و مسیرهای نفوذی متنوع به افزایش دسترسی مولکولی کمک می‌کند، زئولیت 13X به دلیل وجود سایت‌های قطبی و کاتیونی میل ترکیبی بالایی نسبت به دی اکسید کربن دارد، و کربن غربال مولکولی با ساختار ریزحفره‌ای و اثر غربال مولکولی، ظرفیت جذب و رفتار دینامیکی ستون را بهبود می‌دهد. ساختار لانه‌زنبوری نیز با ایجاد مسیرهای منظم جریان، کاهش افت فشار و بهبود انتقال جرم، بستر مناسبی برای جذب دینامیکی دی اکسید کربن فراهم می‌کند. مدل ریاضی بر پایه موازنه جرم فاز گاز، سینتیک نیروی محرکه خطی و ایزوترم‌های تعادلی توسعه یافت و با داده‌های تجربی ظرفیت جذب و روندهای منحنی رخنه اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که افزایش فشار موجب افزایش ظرفیت جذب و افزایش دما موجب کاهش آن می‌شود که با ماهیت گرمازای جذب فیزیکی دی اکسید کربن سازگار است. همچنین ترکیب بهینه شامل 30 درصد وزنی زئولیت 13X و 70 درصد وزنی CMS بالاترین عملکرد را در محدوده شرایط بررسی‌شده نشان داد. تحلیل حساسیت نشان داد که فشار، ترکیب جاذب و دما به‌ترتیب بیشترین اثر را بر ظرفیت جذب دارند. سهم اصلی این مقاله، تبدیل داده‌های تجربی جاذب لانه‌زنبوری ترکیبی به یک چارچوب مدل‌سازی دینامیکی قابل اعتبارسنجی برای تحلیل ظرفیت جذب، رفتار رخنه و اثر پارامترهای عملیاتی است.