علوم و مهندسی جداسازی
سال:1396 | دوره:9 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

جذب CO2 به عنوان مهمترین گاز گلخانه ای و اصلی ترین عامل گرم شدن کره زمین، از اهمیت بسزائی در صنایع مختلف برخوردار است. در این تحقیق، اصلاح جاذب Ca(OH)2 با نانوذرات سیلیکای آب دوست و آب گریز برای بهبود فرایند جذب CO2 مورد بررسی قرار می گیرد. با انجام آزمایشهای سیال سازی درون بستر سیال گاز-جامد، الکلهای متانول و 2-پروپانول به عنوان موثرترین الکلها در بهبود میزان انبساط بستر جاذب اصلاح شده با ذرات سیلیکای آب دوست انتخاب می شوند. آزمایشهای مربوط به جذب CO2 با استفاده از تغییرات pH آب خالص نشان می دهند که فرایند اصلاح مدت زمان جذب CO2 را تا حدود 3 برابر افزایش می دهد. همچنین جاذب اصلاح شده با نانوذرات سیلیکای آب دوست در حضور الکل میزان جذب بیشتری نسبت به جاذب اصلاح شده با ذرات سیلیکای آب گریز دارد. برای بررسی بیشتر جاذبها از تصاویر SEM و همچنین معادله ریچاردسون-زاکی استفاده می شود.

آمونیاک یکی از آلاینده های رایج در پساب های شهری و صنعتی بوده و به دلیل مشکلات متنوعی که ایجاد می کند، حذف آن از پساب ها امری ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه یک سیستم تماس دهنده غشایی در حالت یک بار گذر، در مقیاس آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد که در آن با استفاده از غشای الیاف توخالی از جنس پلی پروپیلن، اثر پارامترهای عملیاتی مختلف از قبیل محل عبور خوراک (داخل الیاف یا سمت پوسته)، دبی و دمای خوراک بر کارایی فرایند برای پساب سنتزی بررسی شد. در بخش دوم این مطالعه، با توجه به این که پتروشیمی ها یکی از منابع اصلی تولید پساب آمونیاکی با غلظت بالا به شمار می آیند، کارایی این فرایند برای حذف آمونیاک از پساب واقعی پتروشیمی خراسان نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که شدت جریان پایین خوراک، دمای بالای خوراک و عبور خوراک آمونیاکی از داخل الیاف، باعث افزایش درصد حذف آمونیاک می گردد. همچنین روند تغییرات درصد حذف آمونیاک با سرعت و دمای پساب واقعی، تقریبا مشابه حالت نتایج پساب سنتزی به دست آمد و با مقایسه درصد حذف آمونیاک برای پساب سنتزی و واقعی، درصد حذف آمونیاک پساب پتروشیمی در دما های 20 و 40 درجه سیلسیوس، به ترتیب در حدود 25 و %19 کمتر از درصد حذف آمونیاک پساب سنتزی به دست آمد.

مساله بهینه سازی توالی ستون های تقطیر غیر دقیق در کلی ترین حالت یک مساله MINLP با تابع هدفی غیر خطی می باشد. هدف این تحقیق آنست تا روشی دو مرحله ای ارائه دهد که متغیرها را به منظور ساده سازی مساله به دو دسته تقسیم می کند. یک دسته از متغیرها که توسط الگوریتم ژنتیک بهینه سازی می شوند و دسته دیگر که می توانند به عنوان یک مساله خطی با توجه به مقادیر به دست آمده از متغیرهای دسته قبلی بهینه شوند. این مطالعه یک سری روابط ریاضی را بین متغیرهای دسته اول با استفاده از عملیات ریاضی روی قیود غیر خطی مساله استخراج می کند به طوری که با بهینه نمودن تعداد کمی از آنها سایر متغیرهای این دسته نیز توسط این روابط قابل دستیابی هستند. این روش قادر است که بهترین ساختار را از ابر ساختار کلی جداسازی در کوتاه ترین زمان ممکن بدون استفاده از هیچ نقطه شروعی برای جداسازی های سه جزیی ارائه دهد. برای تایید این روش سه مثال مورد بررسی قرار گرفت.

سینتیک و سازوکار انتقال توریم (IV) از طریق غشای مایع توده ای حاوی دی (2- اتیل هگزیل) فسفریک اسید (D2EHPA) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های انتقال با تغییر پارامترهایی چون نوع و غلظت اسید در فازهای دهنده و پذیرنده، غلظت توریم (IV) در فاز دهنده، غلظت حامل، و زمان تماس فازها به روش ناپیوسته طراحی و اجرا شد. هیدروکلریک اسید 0.0001 مولار حاوی 50 میلی گرم بر لیتر توریم به عنوان فاز دهنده (خوراک)، سولفوریک اسید 1.5 مولار به عنوان فاز پذیرنده (محلول بازیابی)، و دی (2- اتیل هگزیل) فسفریک اسید 0.2 مولار، در مدت زمان 960 دقیقه بهترین شرایط برای انتقال توریم را فراهم نمود. سینتیک انتقال توریم (IV) با فرض یک واکنش متوالی استخراج و استخراج معکوس برگشت ناپذیر در سطوح مشترک بررسی شد. از بررسیهای اثر دما مقدار انرژی فعال سازی برای واکنش های استخراج و استخراج معکوس توریم (IV) به ترتیب، برابر با 29.94 و 20.55 کیلو ژول بر مول محاسبه شد که نشان دهنده آن است که در انتقال توریم (IV) فرایند استخراج از طریق روند مختلط و فرایند استخراج معکوس از طریق عمدتا نفوذ کنترل می شود.

در این تحقیق، میکروکانال هایT -شکل برای استخراج پروپیونیک اسید از آب با استفاده از حلال 1-اکتانول به کار برده شده است. اثرات طول کانال اختلاط و دبی جریان سیال بر مشخصه های انتقال جرم بین دو فاز مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در چهار میکروکانال با طول های 10، 20، 30 و 40cm در شدت جریان های بین 2 و 16 mL/min انجام شد. اثر افزایش طول کانال بر ضریب انتقال جرم، بازده استخراج و افت فشار مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش طول کانال اختلاط باعث افزایش انتقال جرم می شود اما افت فشار در میکروکانال را نیز بیشتر می کند. در این راستا، معیار نسبت عملکرد تعریف شد که مقدار آن با افزایش طول کانال اختلاط تا 30cm افزایش و پس از آن کاهش یافت. این تحقیق بیانگر آن است که استفاده از سیستم های پیوسته میکروفلوئیدیک برای استخراج پروپیونیک اسید از آب می تواند جایگزین مناسبی برای سیستم های ناپیوسته متداول باشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

تقطیر غشایی روش جداسازی بر پایه انتقال بخار توسط گرادیان فشار بخار در دو سوی غشای آب گریز با حفره های میکرونی است. این فناوری به دلیل دما و فشار عملیاتی پایین و عدم حساسیت به غلظت آلاینده جریان ورودی برای نمک زدایی آب های فوق شور عملکرد مناسبی دارد. در این مقاله با استفاده از مدل انتقال حرارت بر پایه عدد ناسلت و مدل انتقال جرم بر پایه مدل گاز داستی، تقطیر غشایی تماس مستقیم برای نمک زدایی آب همراه نفت با شوری 100000 mg/L بررسی شده است. با افزایش شوری از 35000mg/L تا 100000 mg/L تنها %10 درصد از میزان محصول کم شده که با افزایش دمای خوراک و دبی جریان خوراک و محصول و کاهش دمای محصول قابل بازیابی است. برآورد اقتصادی برای واحدی با ظرفیت 11000 بشکه آب همراه در روز نشان می دهد هزینه همتراز شده آب تولیدی با این روش برابر 1, 95 $/m3 است که رقم مناسبی برای آب های فوق شور محسوب می شود.

مشکل عمده و محدودکننده فرآیندهای بیولیچینگ سرعت نسبتا کم انحلال کانی های سولفیدی مس بویژه کالکوپیریت است. پارامترهای عملیاتی متعددی از جمله اندازه ذرات و درصد جامد بر سرعت انحلال کالکوپیریت در عملیات بیولیچینگ مخزنی موثر می باشند. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی تاثیر اندازه ذرات و درصد جامد بر کارایی باکتری های ترموفیل معتدل و سینتیک فرآیند در عملیات بیولیچینگ مخزنی کنسانتره کالکوپیریتی می باشد. در این راستا باکتری های ترموفیل معتدل جداسازی شده از مجتمع مس سرچشمه با کنسانتره کالکوپیریتی این مجموعه در درصد جامد های مختلف سازگار و آزمایش ها در یک رآکتور همزن دار آزمایشگاهی برای بررسی تاثیر درصد جامد و اندازه ذرات طراحی و اجرا شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که با افزایش دانسیته پالپ و کاهش اندازه ذرات ویسکوزیته پالپ افزایش می یابد. در محدوده بررسی شده با افزایش درصد جامد سرعت انحلال کاهش می یابد در حالی که کاهش اندازه ذرات تا میزان مشخصی (16 میکرومتر) باعث افزایش سرعت انحلال و بازیابی مس می شود. تحت شرایط بهینه مربوط به این تحقیق (درصد جامد 10 و اندازه ذرات 16 میکرومتر) بیش از 88 درصد مس از کنسانتره کالکوپیریتی بازیابی می شود.