از آن جا که ضریب انتقال جرم حجمی کل یکی از پارامترهای مهم در طراحی زیست رآکتور فرایند هوازی همراه با هم زن مکانیکی است، در این مقاله ضریب انتقال جرم اکسیژن در محدوده وسیعی از متغیرهای عملیاتی مورد بررسی قرار گرفت. متغیرهای عملیاتی مورد مطالعه در این تحقیق غلظت سلولی باکتری، توان مصرفی هم زن و سرعت ظاهری جریان هوا بودند. نتایج تجربی به دست آمده نشان داد که اثر توان مصرفی هم زن بیش تر از سرعت ظاهری جریان هوا و اثر این آخری بیش تر از غلظت سلولی باکتری است. محدوده ضریب انتقال جرم حجمی کل اکسیژن در این آزمایش ها، 36 تا 48h-1 محاسبه شد. مقادیر به دست آمده برای ضریب انتقال جرم هم چنین نشان داد که انتقال جرم اکسیژن در فرایند فروشویی میکروبی اورانیم از پارامترهای محدودکننده نیست. تطابق مدل های ریاضی پیشنهادی برحسب پارامترهای عملیاتی برای ضریب انتقال جرم با نتایج تجربی نشان داد که معادلات ارایه شده برحسب دور هم زن یا توان مصرفی و سرعت ظاهری جریان هوا از سازگاری نسبتا خوبی برخوردار هستند و ضریب هم بستگی (R2) آن ها برابر 0.942 و 0.934 تعیین شد. لذا، این مدل برای پیش بینی ضریب انتقال جرم در فرایند فروشویی میکروبی اورانیم می تواند استفاده شود.

در این پژوهش با استفاده از یک چیدمان آزمایشگاهی ضریب انتقال جرم در رژیم جت، در جهت های گوناگون (از فاز پراکنده به پیوسته و بالعکس) مورد مطالعه قرار گرفته است. سامانه مایع - مایع مورد استفاده در این پژوهش مخلوط بوتانل نرمال - اسید سوکسینیک - آب که یک سامانه با تنش بین سطحی پایین تلقی می شود بوده است. تاثیر عوامل مختلفی همچون سرعت جت، قطر نازل و ارتفاع فاز پیوسته بر روی نازل (تغییر دهنده شدت جریان عبوری یا عدد رینولدز) بر روی ضریب انتقال جرم مورد مطالعه قرار گرفته است. در نهایت یک معادله تجربی برای تخمین ضریب انتقال جرم سامانه مورد مطالعه به صورت تابعی از خواص فیزیکی هر دو فاز پراکنده و پیوسته و عوامل ذکر شده فوق ارایه شده است. آزمایش ها نشان می دهند که ضریب انتقال جرم با افزایش قطر نازل و سرعت جت افزایش می یابد درحالی که افزایش ارتفاع فاز پیوسته باعث کاهش ضریب انتقال جرم می شود.نتیجه های به دست آمده تغییرات قابل توجهی در ضریب انتقال جرم در هنگام تشکیل و شکست جت را نشان می دهند درحالی که به طور معمول از تغییرات ضریب مذکور در شرایط تشکیل و شکست جت صرف نظر می شود.

هدف این پژوهش، بررسی اثر جریان حجمی روی منحنی عبور تجربی و ضریب کلی انتقال جرم حجمی تجربی جهت بازیابی سالیسیلیک اسید به کمک فرایند جذب سطحی به وسیله رزین آنیونی IRA-93 به منظور تعیین گستره جریان حجمی بهینه خوراک است. نتیجه ها نشان داده اند که رزین تبادل یونی IRA-93 قابلیت جذب سالیسیلیک اسید را داراست. در این کار پژوهشی، میزان جذب سالیسیلیک اسید در چهار جریان حجمی مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه ها نشان دادند که در چنین فرایندهایی باید گستره جریان بهینه تعیین شود. هم چنین ضریب انتقال جرم به روش نظری موجی ثابت، مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان دادند که با افزایش جریان حجمی خوراک ضریب انتقال جرم نیز افزایش می یابد. جریان بهینه 7 میلی لیتر بر دقیقه برای این سامانه پیشنهاد شده است. در این جریان سامانه دارای ظرفیت اشباع جذب مناسب و میزان انتقال جرم مطلوب است.

در این تحقیق بمنظور تعیین راندمان و ضرایب کلی حجمی انتقال جرم آزمایشهای متعددی با یک دستگاه میکسر - ستلر (مخلوط کننده - ته نشین کننده) مجهز ده مرحله ای انجام شد. با توجه به نتایج حاصله از آزمایشها، می توان گفت که بطور کلی افزایش دور همزن در دبی حجمی ثابت فازها، باعث افزایش راندمان جداسازی خواهد شد. علاوه بر این، مشاهده می شود که با افزایش دور همزن ضرایب کلی حجمی انتقال جرم در ابتدا افزایش و بعد از رسیدن به یک دور خاص، کاهش می یابند. همچنین افزایش دبی حجمی فاز پراکنده )فاز سبک یا فاز (Raffinate در یک دور ثابت و در دبی حجمی ثابت فاز پیوسته، باعث کاهش راندمان جداسازی و افزایش ضرایب کلی حجمی انتقال جرم خواهد شد. از طرف دیگر، افزایش دبی حجمی فاز پیوسته )فاز سنگین یا فاز (Extract در یک دور ثابت و در دبی حجمی ثابت فاز پراکنده، باعث افزایش راندمان جداسازی و افزایش ضرایب کلی حجمی انتقال جرم خواهد شد. همچنین مقاومت در برابر انتقال جرم در هر دو فاز قابل توجه بوده و عملا نمیتوان از مقاومت هیچ یک از فازها صرفنظر نمود. علاوه بر این، راندمان و ضرایب کلی حجمی انتقال جرم هر مرحله با توجه به نتایج بدست آمده به ماندگی نیز بستگی دارد. نتیجه کلی و مهم بدست آمده دیگر آن است که ضرایب کلی حجمی انتقال جرم مربوط به هر مرحله در مقایسه با مراحل دیگر تفاوت چندانی ندارد و از اینرو می توان یک ضریب کلی حجمی انتقال جرم متوسط برای تمام مراحل تعریف کرد و می توان از این ضریب کلی حجمی متوسط در محاسبات و طراحی استفاده نمود.

امروزه کاهش گازهای گلخانه ای و آلاینده هوا مورد توجه زیادی قرار گرفته است. از جمله روش های کارآمد و موثر حذف این گازها، جذب آنها توسط فاز مایع است. استفاده از نانوسیالات، تکنیک جدیدی است که می تواند باعث افزایش ضریب انتقال جرم در یک سیستم (گاز- مایع) و در نتیجه بهبود بازدهی در این فرایند گردد. در این مقاله استفاده از نانوسیالات در بهبود ضریب انتقال جرم، به استناد کارهای انجام شده، مورد مطالعه قرار گرفته است. هرچند که مکانیسم قطعی بهبود انتقال جرم در این سیستم ها مشخص نیست، ولی، مکانیسم های مختلفی خصوصا در سیستم های جذبی آمونیاک ذکر شده است که مهمترین آنها ایجاد جریان های میکرونی در سیال به دلیل حرکات براونی نانوذرات و افزایش نگه داشت فاز گاز در نانوسیالات می باشد. ضمن اینکه بهبود انتقال گرمای بهتر در سطح تماس دو فاز باعث افزایش پتانسیل جذب خواهد شد. ولی غلظت و نوع نانوذرات در فاز مایع و شدت جریان حجمی گاز ورودی از پارامترهای تاثیرگذاری هستند که تغییرات آنها مورد بررسی قرار گرفته است.

چکیده: فرایند جذب گاز با واکنش شیمیایی توسط حلال های مایع به طور گسترده ای در عملیات تصفیه گازهای اسیدی و خالص سازی گاز و همچنین در بسیاری از فرایندهای صنایع شیمیایی و نفت به کار می رود. در این مقاله، مدل سازی ضریب انتقال جرم کلی حجمی (KGa) برای فرایند جذب شیمیایی گاز CO2 توسط حلال های سدیم هیدروکسید (NaOH)، مونواتانول آمین (MEA) و 2-آمینو-2-متیل-1-پروپانول (AMP) در برجهای پرشده برای پنج سامانه با پرکن های مختلف انجام شده است. مدل تجربی ارایه شده برای این سامانه ها به صورت تابعی از پارامترهای متغیر عملیاتی اصلی فرایند می باشد. این پارامترها شامل شار حجمی مایع، غلظت اولیه محلول جذب، میزان بارگیری CO2 در محلول و کسر مولی CO2 در جریان گاز ورودی به برج می باشند. برای مدل سازی در این مقاله، از نرم افزار Eviews و همچنین از داده های تجربی به دست آمده از انجام آزمایش های جذب CO2 توسط حلال های NaOH و MEA و AMP در برج پرشده و با پرکن های متفاوت استفاده شده است. سرانجام پارامترهای ثابت این مدل برای پنج سامانه مورد بررسی تعیین شده است. تفسیر نتیجه های مدل سازی نشان می دهد که تطابق بسیار خوبی بین نتیجه های مدل های ارایه شده و نتیجه های تجربی برای این سامانه ها وجود دارد. همچنین در این مقاله اثر نوع حلال و نوع پرکن بر عملکرد فرایند جذب گاز CO2 و میزان ضریب انتقال جرم بررسی شده است.

در فناوری های مرسوم جذب کربن دی اکسید، برخی اشکال ها و محدودیت ها از جمله پایین بودن سطح انتقال جرم وجود دارد. بنابراین ضروری است که یک فناوری نوین برای جذب ارایه شود که این محدودیت را نداشته باشد. استفاده از موج فراصوت فرکانس بالا، روشی است که با اتمیزه کردن حلال قطره های بسیار ریزی را تولید می کند. این قطره ها سطح بیش تری برای فرایند انتقال جرم فراهم می کنند. به همین منظور در این پژوهش، جذب به کمک موج فراصوت با فرکانس بالا انجام گرفت. نتیجه ها بیانگر آن بود که نرخ جذب کربن دی اکسید در آب در توان 64/8 وات، در مقایسه با حالت بدون تابش موج فراصوت تا 20 برابر افزایش یافت. همچنین برای مقایسه با سایر روش ها، یک همزن مغناطیسی جایگزین مبدل فراصوت شد. در این شرایط ضریب انتقال جرم به کمک فراصوت به تقریب 4/4 برابر بیش تر از همزن مغناطیسی شد که نشانگر عملکرد بهتر موج فراصوت نسبت به همزن است.