مقاله چشم‌اندازي بر بيوراديوراكتورهاي غشايي جهت تصفيه آب و پساب، رسوب‌گيري غشايي و راهكاري پيشگيري از آن

 nx دارای 27 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : چشم‌اندازی بر بیورادیوراكتورهای غشایی جهت تصفیه آب و پساب، رسوب‌گیری غشایی و راهكاری پیشگیری از آن چیكده:بیوراكتورهای غشایی (MBRs) طی سال‌های اخیر به عنوان سیستم‌های پیشرفته تصفیه پساب كاربرد گسترده‌ای داشته‌اند. البته مشكل رسوب‌گیری در این سیستم‌ها باعث كاهش توان رقابتی آنها گردیده است. به طور كلی، رسوب‌گیری در غشاهای آبگریز بیشتر از غشاهای آبدوست رخ می‌دهد كه این امر به دلیل تعاملات آبگریز بین مواد محلول، سلول‌های میكروبی و مواد غشایی است. همچنین رسوب‌گیری غشایی می‌تواند به دلیل جذب گونه‌های آلی رسوب كردن گونه‌های معدنی كم‌محلول و چسبیدن سلول‌های میكروبی بر روی سطح غشایی می‌تواند به دلیل جذب گونه‌های آلی، رسوب كردن گونه‌های معدنی كم‌محلول و چسبیدن سلول‌های میكروبی بر روی سطح غشا باشد. یكی از روش‌های اصلاح سطح غشاء، آماده‌سازی با پلاسمای CO2 است. به نظر می‌رسد كه سایز منفذ و تخلخل غشاء بعد از آماده‌سازی با پلاسما افزایش و در صورتی كه زمان آماده‌سازی طولانی شود، كاهش می‌یابد. روش دیگر تثبیت نانوذرات TiO2 بر روی اتوی غشاء است. TiO2 نشسته بر روی غشاء تاثیر بیشتری بر كاهش رسوب‌گیری در مقایسه با TiO2 محبوس در غشا دارد كه این امر به دلیل ازدیاد نانوذرات جای گرفته بر روی غشاء است. صرف‌نظر از نوع ماده پلیمری رسوب‌گیری غشایی با تثبیت نانوذرات TiO2 كاهش می‌یابد. در نتیجه غشاهایی كه در آنها تثبیت TiO2 صورت گرفته است، انتخابی ساده و موثر برای كاهش رسوب‌گیری در بیوراكتورهای غشایی هستند.با استفاده از بیوراكتورهای غشایی، برای تصفیه پساب می‌توان بر مشكلات جاری فرآیندهای لجن فعال كه اكثراً مربوط به جداسازی توده میكروبی از آب تصفیه شده است، فائق آمد. در این نوع بیوراكتورها میكرو یا اولترافیلتراسیون جایگزین فرآیند ته‌نشین‌سازی (معمولاً برای جداسازی توده میكروبی از آب تصفیه است) شده است. در این روش به دلیل حبس كامل باكتری‌ها و ویروس‌ها كیفیت آب تصفیه شده افزایش می‌یابد. همچنین امكان افزایش غلظت توده میكروبی به میزان قابل توجهی وجود دارد كه موجب كاهش حجم راكتور و همچنین كاهش نرخ تولید لجن می‌شود. افزون بر آن، فضای مورد نیاز برای واحد تصفیه پساب به دلیل حذف تانك‌های ته‌نشینی و كاهش سایز بیوراكتور، به دلیل افزایش غلظت توده میكروبی، كاهش می‌یابد.مزایای بیوراكتورهای غشاییامروزه از بیوراكتورهای غشایی برای تصفیه انواع مختلف پساب نظیر پساب شهری، پساب با بار آلی بالا و پساب‌های سنگین صنعتی استفاده می‌شود. از مزایای بیوراكتورهای غشایی در مقایسه با روش‌های مرسوم لجن فعال به موارد زیر می‌توان اشاره نمود: حذف كامل جامدات؛ ضدعفونی كردن پساب تصفیه شده؛ جداسازی زمان ماند هیدرولیكی (HRT) و زمان ماند لجن (SRT)؛ قابلیت بارگیری بیشتر و زمان ماند لجن طولانی‌تر؛ تولید لجن به مقدار كم‌تر و یا حتی صفر؛ فعال شدن سریع؛ سایر كوچك‌تر؛ مصرف انرژی كم‌تر.مشكل بیوراكتورهای غشاییعمده مشكل سیستم‌های غشایی در تصفیه پساب رسوب‌گیری غشاء است كه منجر به كاهش فلاكس نفوذی می‌شود. در نتیجه باید غشاء مرتباً تعویض و یا تمیز گردد كه این امر افزایش هزینه را دربر دارد. رسوب‌گیری غشایی در نتیجه تعامل بین غشاء و عصاره لجن فعال است.نتیجه‌گیری به طور كلی عوامل هیدرودینامیكی (تنش‌های برشی، فشار و ;) یا بیولوژیكی (دما، Ph، غلظت مواد مغذی و ;) و شرایطی كه باعث تغییر رفتار بیولوژیكی سوسپانسیون و به تبع آن تركیبات محلول (پلی‌ساكارید، فسفولیپید، پروتئین و ;) شوند، می‌توانند نقش مهمی در رسوب‌گیری غشاء ایفا كنند. از آنجایی كه رسوب‌گیری غشایی در غشاهای آبگریز خیلی جدی‌تر از غشاهای آبدوست است، توجه زیادی برای كاهش رسوب‌گیری غشایی با تبدیل مواد آبگریز به مواد نسبتاً آبدوست معطوف شده است. یكی از روش‌هایی كه برای بهبود سطح بكار می‌رود، آماده‌سازی با پلاسمای CO2 است. با این روش سایز منافذ و میزان تخلخل غشاء افزایش می‌یابد. تبلورمقدمهتبلور، تشكیل ذرات جامد در فاز همگن است. تبلور به صورت ذرات جامد در فاز بخار، مثل برف یا انجماد مذاب یا مایع، مثل تك بلورهای درشت یا تبلور در محلول مایع ظاهر می‌شود. تبلور محلول در صنعت چون مواد مختلفی به صورت بلور در بازار عرضه می‌شود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. كاربرد گسترده آن اصولی دوگانه دارد: بلوری كه در محلولی ناخالص تشكیل می‌شود، خود خالص است (مگر اینكه بلورها به صورت مخلوط ظاهر شوند) و تبلور روشی عملی برای بدست آوردن مواد شیمیایی خالص در شرایط مطلوب برای بسته‌بندی و نگهداری است.ماگما در تبلور صنعتی محلول، مخلوط دوفازی محلول مادر و بلورهای با اندازه‌های مختلف كه متبلور كننده را اشغال می‌كند و به صورت محصول از آن خارج می‌شوند را ماگما گویند.هندسه بلوربلور، سازمان یافته‌ترین نوع ماده بی‌جان است. خصوصیت بلور، این است كه ذرات تشكیل دهنده آن، اتم، مولكول یا یون است و در آرایش‌های منظم سه‌بعدی به نام شبكه‌های فضایی كنار هم چیده شده‌اند. در نتیجه این طرز قرار گرفتن ذرات كنار یكدیگر، اگر بلور بدون هیچ مانعی ناشی از بلورهای دیگر یا اجسام بیرونی تشكیل شود، آنها به صورت چندوجهی‌هایی با گوشه‌های تیز و پهلو یا وجوه تخت ظاهر می‌شوند. دستگاه تبلورظروف تبلور تجارتی ممكن است به صورت پیوسته یا ناپیوسته كار كنند. به جز در كاربردهای خاص، عملیات پیوسته ترجیح داده می‌شود. اولین شرط در هر ظرف تبلور ایجاد محلول فوق اشباع است، چون تبلور بدون فوق اشباع صورت نمی‌گیرد. سه روش در تولید فوق اشباع بكار می‌رود كه در درجه اول بستگی به نوع منحنی حلالیت ماده حل شده دارد. مواد حل شده‌ای چون نیترات پتاسیم و سولفیت سدیم در دماهای خیلی زیاد انحلال‌پذیرند تا در دماهای كم، لذا فوق اشباع را می‌توان صرف با سردسازی بوجود آورد. اگر انحلال‌پذیری تقریباً مستقل از دما باشد، مثل نمك طعام یا با افزایش دما كاهش یابد، فوق اشباع با تبخیر حاصل می‌شود. در موارد بینابین، تلفیقی از تبخیر و سرمایش موثر است. مثلاً نیترات سدیم را می‌توان با سرمایش بدون تبخیر، تبخیر بدون سرمایش یا تلفیقی از سرمایش و تبخیر به صورت رضایت‌بخشی متبلور ساخت. تنوع ظرف تبلورظروف تبلور تجارتی از چند جنبه دیگر نیز ممكن است متفاوت باشند. تفاوت عمده آنها در این است كه بلورها چگونه با مایع فوق اشباع تماس داده می‌شوند. در روش اول كه روش مایع در حال گردش نام دارد، جریانی از محلول فوق اشباع از بستر سیال شده بلورهای در حال رشد عبور می‌كند كه فوق اشباع با هسته‌زایی و رشد آزاد می‌شود. آن وقت مایع اشباع شده را از طریق ناحیه سرد كننده یا تبخیر پمپ می‌كنند كه در آن فوق اشباع تولید می‌شود و بالاخره محلول فوق اشباع از طریق ناحیه متبلور كننده بازگردانده می‌شود.این ظرف تبلور در حالت ایده‌آل، محصولی دسته‌بندی شده با اندازه‌هعی یكنواخت تولید می‌كند. ظروف تبلور دیگری برای نگهداری سوسپانسیونی كه در ناحیه تبلور به خوبی مخلوط می‌شود، طراحی شده است كه بلورهای به اندازه‌های مختلف از هسته‌ها تا بلورها بلورهای درشت، به صورت یكنواخت در سراسر ماگما توزیع می‌شوند. در حالت ایده‌آل، توزیع اندازه‌های یك واحد سوسپانسیون مخلوط در محصول، با توزیع در خود ماگماهای متبلور كننده یكی است. ظروف تبخیر در خلأاكثر ظروف تبلور جدید در رده واحدهای خلأ جای می‌گیرند كه در آنها از سرمایش تبخیری آدیاباتیك برای ایجاد فوق اشباع استفاده می‌شود. شكل اولیه و ساده این ظروف تبلور به صورت ظرف در بسته‌ای است كه خلأ با مبردی به كمك پمپ خلأ با افشانه بخار آب یا تقویت كننده‌ای كه بین ظرف تبلور و مبرد واقع شده، ایجاد می‌شود. حجم ماگما با كنترل سطح مایع و جامد متبلور شده در سطح، ثابت نگه داشته می‌شود و در فضای بالا ماگما برای آزاد كردن بخار و حذف ماندگی استفاده می‌شود.شكل ظرف تبلور خلأ پیوسته با واحدهای كمكی رایج برای تغذیه این واحد و فرآوری ماگمای حاصل را نشان می‌دهد. كار اساسی بدنه خیلی شبیه به كار تبخیر كننده تك ایستگاهی است و در عمل از این واحدها به صورت چندایستگاهی بهره‌برداری می‌شود. ظروف تبلور پیوستهظرف تبلور با لوله مكنده و صفحه تنظیم كننده جریانظرف تبلور با لوله‌های مكنده و صفحه تنظیم كننده (DTB) دستگاهی با تنوع و كارایی بیشتر است. ظرف تبلور با لوله مكنده، صفحه تنظیم كننده جریان ظرف تبلور با لوله مكندهصفحه تنظیم كننده را می‌توان به شاخه شوینده‌ای در زیر بدنه نیز مجهز كرد تا بلورها را بر حسب اندازه‌ای كه دارند، رده‌بندی كند. همچنین می‌توان آنها را به یك ناحیه ته‌نشینی با صفحات منحرف كننده تجهیز كرد تا دانه‌های ریز را جدا كند. ظرف تبلور با لوله مكنده، صفحه تنظیم كننده، همراه با سیستم داخلی برای جداسازی و تخلیه بلورهای ریزكاربرد اصول در طراحی وقتی میزان محصول نظری در ظرف تبلور از موازنه جرم و انرژی محاسبه شد، در ادامه باید CSD محصول را از سرعت هسته‌زایی و رشد تخمین زد. مدل ظرف تبلور ایده‌آلی كه مدل جداسازی سوسپانسیون مخلوط ـ محصول مخلوط (MSMPR) نام دارد: برای شناسایی پارامترهای جنبشی و كاربرد این شناخت در محاسبه عملكرد چنین ظرف تبلوری مبنای خوبی بوده است.ظرف تبلور ظرف تبلور پیوسته‌ای را درنظر بگیرید كه مطابق با شرایط محدود كننده زیر وارد می‌كند. 1 عملیات در حال پایا باشد.2 ظرف تبلور همواره دارای یك ماگمای سوسپانسیون مخلوط باشد و رده‌بندی محصول در آن صورت نگیرد.3 فوق اشباع یكنواخت همواره در سرتاسر ماگما وجود داشته باشد4 قانون L رشد بلور برقرار باشد.5 از هیچ سیستمی برای خروج اندازه‌های رده‌بندی شده استفاده نشود.6 در خوراك هیچ بلوری وجود نداشته باشد. 7 ماگمای محصول از ظرف تبلور در حالت تعادل خارج شود، لذا محلول مادر در محصول ماگما، اشباع شده باشد.8 هیچگونه شكستن بلور و تبدیل آن به ذرات با اندازه محدود اتفاق نیفتد.هسته‌زایی تماسی در ظروف تبلورهسته‌زایی تماسی بر اساس آزمایش‌های كلانتز (Clontez) و مك‌كیب روی یك ذره استوار است كه تعداد بلورهای تولیدی با تماس در فوق اشباع، انرژی و سطح تماس مشخصی را تعیین كرده‌اند. از این نتایج برای تعیین مدل هسته‌زایی مناسبی در طراحی ماگمای ظروف تبلور استفاده می‌شود. تصحیحی كه بنت فیدلمن و راندولف انجام داده‌اند، بر اساس ایده‌های زیر است:1 تعداد كل هسته‌های تولیدی با مجموع هسته‌زایی از كل بلورها در هم اندازه‌ها در هر زمانی كه از محرك (پره) عبور می‌كنند، متناسب است. 2 پتانسیل محرك ایجاد فوق اشباع با سرعت رشد G متناسب است.3 انرژی انتقالی به بلوری به اندازه L و جرم cL3 به اندازه‌ای كه برای شتاب دادن ذره از سرعت‌های ماگمای در حال حركت تا سرعت نوك محرك (پره) نیاز است.4 مساحت تماس متناسب با L2 است.این فرض‌ها به معادله زیر منتهی می‌شود: كه:Bo: سرعت هسته‌زایی بر واحد حجم مایع؛ KN: ثابت بدون بعد؛uT: سرعت نوك پره؛tTo: زمان برگشت.در استفاده از این معادله در عمل به داده‌های تجربی یك واحد صنعتی یا عملیات واقعی تبلور با طراحی مشابه نیاز است. در تبلور KCL مثلا راندولف، وایت و لو، معادله BoG2/wmc0.91 را پیدا كرده كرده‌اند كه mc غلظت جامد در ظرف تبلور بر حسب جرم بلور بر واحد حجم است.تبلور مواد شیمیایی آلیاصول تبلور در مخلوط به روش مشابه برای مواد آلی نیز بكار می‌رود. والانس تعداد مواد آلی را مرتب كرد كه تركیب‌های آلی اغلب با تبلور مذاب، خالص می‌شوند.تبلور مواد مذابآخرین مرحله تولید یك تركیب آلی، جامد كردن محصول مذاب خالص آن است. این كار با انجماد در استوانه پولك‌ساز یا نوار نقاله سرد در حال ارتعاش و یا در ظرف همزن‌دار دو جداره‌ای صورت می‌گیرد. گاهی اوقات مایع حدود 20 یا حتی 50 درجه سانتیگراد بدون اینكه منجمد شود، سرد می‌شود و برای ایجاد تبلور، به هم زدن مكانیكی یا دانه‌ای مایعات نیاز است.مخلوط‌های آلی دو جزء و سه جزیی، خصوصاً ایزومرهای آروماتیك، با سرمایش ساده خالص می‌شوند و بجز در حالتی كه محلول جامد تشكیل می‌شود، بلورهای فقط یك ایزومری خیلی كم تشكیل می‌شوند. مثلاً مخلوط ایزومری‌های زایلن در مقیاس تجارتی در دماهای حدود 60- درجه سانتیگراد در سیستم تبلور دو مرحله‌ای انجام می‌شود. بلورهای –pزایلن در هر مرحله در یك سانتریفوژ صاف كننده جدا می‌شود. اولین محصول كه چندان هم خالص نیست، مجدداً ذوب و تبلور مجدد می‌شود و محصول دوم با تولوئن یا حلال دیگر شسته می‌شود تا محلول‌های مادر چسبیده را جدا كند. معرفی نرم‌افزار ProtpipeProtpipe محصول جدیدی است كه شبكه‌های لوله‌كشی مایع و بخار را با روش‌های محاسباتی اثبات شده FNA حل می‌كند.خلاصه‌ای از اطلاعات لازم در زیر آمده است. اطلاعات عمومی خواص مایع خواص بخار اطلاعات گروه اطلاعات اولیه1 نوع جریان (مایع یا بخار)؛2 معادله ضریب اصطكاك 1 دانسیته؛2 ویسكوزیته 1 دما؛2 وزن مولكولی؛3 دمای بحرانی؛4 فشار بحرانی؛ 5 ویسكوزیته؛ 1 فشار؛2 موقعیت؛3 نرخ جریان. 1 طول؛ 2 قطر؛3 فاكتور زبری؛4 ثابت اتصالات؛5 ثابت پمپ؛6 ابعاد اریفیس؛7 مشخصات Check valve8. فشار Control valve تصاویر مدنظر كاربران؛ شبكه‌های Protpipe شامل اطلاعات كامل متنی، عددی و گرافیكی می‌شود. این نرم‌افزار نیاز برای جداكردن تصاویر یا یادداشت‌ها برای فایل اطلاعات شبكه را از بین می‌برد. شما می‌توانید شرح‌های كوتاه متنی یا حتی پاراگراف‌های كاملی در هر جای شكل شبكه وارد كنید. طرح‌های با كیفیت بالا می‌تواند به راحتی در دیگر مدارك نشان داده، چاپ شده و یا فرستاده شود. برای افزایش راحتی، Protpipe به شما توانایی دادن پارامترهای گره‌ها و لوله‌ها را (مانند فشارها و یا نرخ جریان) مستقیماً بر روی شكل شبكه را می‌دهد. Protpipe خطاهای ورودی را چك كرده و می‌تواند به صورت اتوماتیك برآورد فشارها و یا جریان‌های اولیه را تولید نماید. Protpipe شامل 12 واحد مهندسی، طرح‌های ساخته شده لوله و ثابت‌های 35 اتصال و شیر معمولی می‌شود. اطلاعات خواص فیزیكی مایع و بخار برای بیش از 65 ماده شیمیایی صنعتی را شامل می‌شود، اگر بخواهید می‌توانید اطلاعات بیشتر مواد شیمیایی نیز وارد نمایید. Protpipe شامل یك سیستم كمك در حین كار برای تمام خواست‌های كاربر می‌شود.سیمای محاسبات: افت فشار اصطكاكی مایع از معادله دارسی ـ ویزباخ محاسبه شده است. ضرایب اصطكاك از معادله چرچیل مشخص شده‌اند. این معادله به تنهایی و با دقت رژیم‌های آرام، گذرا و توربولنت را پوشش می‌دهند و برای تمام سیال‌ها بجز مواد پلاستیكی و ته‌مانده‌ها بكار می‌شود. شما می‌توانید همچنین از معادله هیزن ـ ولیلیام استفاده كنید. شما می‌توانید از روش اخیر توسعه یافته هوپر برای محاسبه تاثیر اصطكاك، شیرها و بزرگ شدن ناگهانی قطر لوله‌ها و كاهش آن استفاده نمایید. این روش تاثیرات عدد رینولد و قطر اتصالات را كه در اعداد رینولد كوچك و اتصالات بزرگ مهم هستند را درنظر می‌گیرند. اگر بخواهید استفاده از Single-K یا روش‌های طول معادله نیز آسان هستند. شما به راحتی می‌توانید افت فشارها را بسته به ضخامت كم یا زیاد اریفیس محاسبه نمایید. Protpipe می‌تواند ثابت پمپ‌ها را از روی منحنی‌های ارتفاع محاسبه نماید. ثابت پمپ‌ها می‌تواند همچنین در مدل كردن انواع دیگر تجهیزات از جمله مبدل‌های حرارتی مورد استفاده قرار گیرد. تغییرات دما و خواص فیزیكی سیال در طول یك شبكه مجاز می‌باشد. ضرایب تراكم‌پذیری بخار می‌تواند از معادله حالت ردلیش ـ ونگ مشخص شود. دو روش همگرا برای سرعت و انعطاف‌پذیری بیشتر پیشنهاد داده شده است. روش مشابه نیوتن ـ رافسون به خصوص می‌تواند شبكه‌ها را در مدت زمان‌های به مراتب كمتر از روش هاردی ـ كراس حل نماید. الگوریتم‌های اختصاصی اضافی توسعه یافته كه توسط كلیلكس فراهم شده است، راندمان، كارایی و ثبات را افزایش می‌دهد.مراحل حل یك شبكه با استفاده از Protpipe: اگرچه وسایل و پنجره‌های منوی اختصاصی Protpipe در هر جا آمده است، اما در زیر خلاصه كوتاهی از مراحل حل یك مساله شبكه‌ای آمده است: 1 مشخص كردن نوع جریان و معادله ضریب اصطكاك با استفاده از پنجره اطلاعات شبكه؛ 2 انتخاب واحدهای دلخواه از پنجره آحاد؛ 3 رسم لوله‌ها در شبكه با استفاده از ابزار Pipe؛ 4 اضافه كردن هر مورد اضافی از قبیل جریان‌های گره‌ها یا تجهیزات لوله‌كشی در شكل شبكه؛ 5 وارد كردن مشخصات گره، لوله یا تجهیزات با استفاده از ابزار Edit؛ 6 حل شبكه با استفاده از پنجره محاسبات؛ 7 نمایش نتایج با استفاده از ابزار Tool، منوی Show یا پنجره Chart؛نكات: در شكل شبكه، شماره لوله‌ها در مستطیل آمده، در حالی كه گره‌ها با دایره‌هایی مشخص می‌شوند، برای انتخاب یك گره شما روی هر گره كلیك می‌كنید. برای انتخاب یا اضافه كردن موردی به یك لوله شما هر جای دلخواه روی لوله كلیك می‌كنید. گره‌ها و لوله‌ها به صورت خودكار در ترسیم شبكه، شماره‌گذاری می‌شوند. اگر بخواهید با استفاده از ابزار Tool می‌توانید شماره‌ها را تغییر دهید. گره‌هایی كه فشار مشخص دارند، در شكل شبكه با خطی كه در زیر آنها كشیده شده، مشخص هستند. شما همیشه باید حداقل فشار یك گره را در شكل یك شبكه مشخص نمایید. برای بعضی از مسایل شبكه‌های مایع، شما تنها باید افت فشار را برای یك گره مشخص نمایید و Protpipe افت فشار و میزان جریان را به طور صحیح محاسبه خواهد نمود. اگرچه فشار گره‌ها در فشار مشخص محاسبه می‌شود. فشار گره‌ها نمی‌توانند در هر دو انتهای لوله محاسبه شوند، این معادل مشخص كردن میزان جریان كه Protpipe برای محاسبه آن طراحی شده است، می‌باشد. شیرهای كنترل فشار به دلیل ذكر شده نمی‌توانند برای لوله‌هایی كه فشار آنها در یك سر مشخص است، استفاده شوند. برای جلوگیری از همگرایی، برآورد فشار بین گره‌های اتصالی نباید هم‌اندازه باشند. فشار یا میزان جریان برای هر گره كه نقطه پایان یك لوله تنها می‌باشد، باید مشخص باشد. به عنوان مثال فشار و میزان جریان یك گره كه یك لوله را به مخزنی متصل می‌كند، باید مشخص شوند. اگر شما هزینه Check for error را در پنجره Calculate انتخاب نمایید، Protpipe مطمئن خواهد كرد كه موارد بالا به درستی مشخص شده‌اند. جهت جریان لوله برای لوله‌های با پمپ، شیرهای یك طرفه و افزاینده باید به درستی مشخص شوند. تولید اتیلن و پروپیلن از گاز طبیعی به روش سنتز فیشر تروپش توسط كاتالیست‌های Co/CeO2, Co/MnOچكیده:در تحقیق حاضر، كاتالیست‌های كبالت، منگنز و كبالت سدیم به عنوان كاتالیست‌های موثر در تبدیل گاز سنتز به اتیلن و پروپیلن، تهیه و مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. در تهیه این كاتالیست‌ها، از روش رسوب‌دهی همزمان استفاده شد و نمونه‌هایی با زمان‌های عمردهی مختلف تهیه شدند. برای انجام آزمایشات یك واحد آزمایشگاهی شامل یك راكتور از جنس فولاد ضدزنگ جهت تست كاتالیست در آزمایشگاه ساخته شد. كاتالیست‌های ساخته شده در شرایط مختلفی مورد آزمایش قرار گرفت و محصولات توسط دستگاه گاز كروماتوگراف تجزیه و شناسایی شدند. آزمایشات نشان دادند كاتالیست Co/CeO2 با زمان عمردهی 165 دقیقه، حداكثر گزینش‌پذیری 44% نسبت به اتیلن و 6/1% نسبت به پروپیلن و كاتالیست Co/MnO حداكثر گزینش‌پذیری 3/8% نسبت به اتیلن و 7/5% نسبت به پروپیلن دارا می‌باشند.مقدمهگاز طبیعی یكی از منابع بسیار عظیم است كه در تمام جهان و به ویژه در ایران وجود دارد و از نظر پتانسیلی، یك ماده خام بسیار مهم برای صنایع شیمیایی و صنایع وابسته به آن می‌باشد. تبدیل گاز طبیعی به گاز سنتز و سپس تبدیل گاز سنتز به هیدروكربن‌های باارزش (سنتز فیشر تروپش)، یك تكنولوژی شناخته شده است. كاربرد این تكنولوژی در تولید الفین‌های سبك مثل اتیلن از گاز طبیعی از نظر موقعیت محلی و از نظر اقتصادی و وضعیت سیاسی بسیار مهم و قابل توجه است. اولین كارخانه مربوط به تولید سوخت‌های هیدروكربنی از گاز سنتز در سال 1936، در جنگ جهانی دوم توسط آلمان‌ها ساخته شد كه بعداً دسترسی به نفت ارزان در بازارهای بین‌المللی از پیشرفت این صنعت كاست. واكنش‌های اصلی كه در ای ن فرآیند منجر به تولید هیدروكربن‌های الفینی و پارافینی می‌شوند، عبارتند از:(2n+1)H2 + nCO CnH2n+2 + nH2O2nH2 + nCO CnH2n + nH2Oیكی از كاتالیست‌های مهم كه در سنتز فیشر تروپش كاربرد زیادی دارد، كاتالیست كبالت است كه روی پایه‌های مختلفی مثل اكسید منگنز و سریم مورد استفاده قرار می‌گیرد. كاتالیست مزبور گزینش‌پذیری بالایی نسبت به تولید الفین‌ها دارد، اما نسبت به واكنش‌ها ی جانبی نیز فعال بوده و اغلب سبب تولید و ترسیب كربن روی سطح كاتالیست می‌شود.گزینش‌پذیری این كاتالیست‌ها با تغییر در شرایط آزمایش تغییر می‌كند، ولی بطور كلی در دمای بالا و فشار اتمسفری گزینش‌پذیری بیشتری نسبت به الفین‌های سبك مثل اتیلن دارد، زیرا در این شرایط مولكول‌های بزرگ‌تر در صورت تبدیل شدن به مولكول‌های كوچكتر مثل اتیلن شكسته می‌شوند.آزمایشاتبرای انجام آزمایشات از روش هم‌رسوبی جهت تولید كاتالیست‌ها استفاده شد. كاتالیست‌های رسوبی از اختلاط سریع محلول‌های غلیظ نمك‌های فلزی تهیه می‌شوند و كاتالیستی با ذرات ریز و سطح بالا بدست می‌آید. دستگاه مورد استفاده در شكل نشان داده شده است. موا فعال موجود در كاتالیست‌ها (كبالت سریم یا كبالت منگنز) به فرم نیترات وارد یك ظرف در دمای ثابت 700 درجه سانتیگراد شده و توسط كربنات سدیم رسوب داده می‌شوند.سپس به عمل رسوب‌دهی زمان می‌دهیم تا فازهای مختلفی كه هر كدام در یك محدوده زمانی خاص ایجاد می‌شوند، تشكیل شوند. كاتالیست Co/CeO2 را در 2 نمونه با زمان‌های عمردهی صفر و 165 دقیقه كاتالیستCo/MnO را در 3 نمونه با زمان‌های عمردهی 4512300 دقیقه تهیه شد. پس از جداسازی رسوب با قیف بوخنر، رسوب با آب مقطر شسته شد تا یون‌های مزاحم مثل سدیم حذف شوند. سپس جهت خشك شدن، رسوب را در یك گرمكن در دمای 1000 درجه سانتیگراد، به مدت 3 ساعت قرار داده شد و در نهایت جهت كسینه شدن، نمونه در یك كوره آزمایشگاهی در دمای 5000 درجه سانتیگراد به مدت 4 ساعت حرارت داده شد. نمونه بدست آمده از این قسمت پس از احیا با هیدروژن آماده تست كردن می‌باشد.در تست كاتالیست برای داشتن بهترین بازده باید شرایط خاصی را اعمال كرد. از جمله این شرایط، ‌دما، فشار، نسبت گاز سنتز ورودی، زمان اقامت و سرعت فضایی گاز هستند. معمولاً بهترین بهره تولید الفین‌های سبك در دمای بالا، فشار پایین، نسبت H2,CO پایین و زمان اقامت كم،‌ یعنی سرعت فضایی بالا حاصل می‌شود. سرعت فضایی گاز برابر است با شدت جریان گازی كه از روی واحد جرم یا حجم كاتالیست عبور می‌كند و واحد آن عكس زمان است. سرعت فضایی بالا، باعث می‌شود كه زمان اقامت كم شده و زنجیره‌های هیدروكربنی فرصت رشد كردن نداشته باشند. در صورتی كه نسبت H2/CO پایین باشد، هیدروناسیون الفین‌ها به پارافین‌ها كاهش می‌یابد و تولید الفین‌ها زیاد می‌شود. در هر آزمایش، ابتدا 1 گرم كاتالیست وزن شده و در داخل میكروراكتور قرار می‌گیرد. قبل از هر آزمایش، جهت خروج هوا از درون لوله‌ها، گاز آرگون را برای مدت چند دقیقه وارد لوله‌ها می‌كنیم و سپس عمل احیای كاتالیست‌ها با هیدروژن در دمای 300 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت انجام می‌شود. پس از این مرحله دمای واكنش و شدت جریان گازهای خوراك تنظیم و واكنش شروع می‌شود. راكتور ساخته شده از نوع بستر ثابت كاتالیستی از جنس فولاد ضدزنگ 316 با قطر داخلی 1 سانتیمتر و طول 30 سانتیمتر می‌باشد. یك لوله فولادی با طول 30 سانتیمتر در بالای آن نصب شده و جهت پیش گرم كردن خوراك استفاده می‌شود. بستر كاتالیست درست در وسط راكتور درنظر گرفته شده و در پایین آن جهت نگهداشتن بستر از یك صفحه فولادی مشبك و یك لایه پشم شیشه استفاده شده است. پس از مدتی كه سیستم به حالت پایدار رسید، به كمك شیر نمونه‌برداری محصولات تولیدی جهت تجزیه و شناسایی وارد دستگاه كروماتوگراف گازی می‌شود ك ه شامل شناساگرهای یونیزاسیون شعله‌ای و هدایت گرمایی بوده و ستون مورد استفاده در آن از نوع propak N بود. از روی طیف‌های بدست آمده از دستگاه گاز كروماتوگراف گازی و ضرایب تصحیح، درصد تبدیل و گزینش‌پذیری (درصدی از خوراك كه به محصول موردنظر تبدیل می‌شود)، محاسبه می‌شود.در نمونه با زمان عمردهی 16 دقیقه نیز واكنش‌های حانبی سبب ترسیب كربن روی بستر كاتالیست گردید و به همین دلیل تعداد آزمایشات انجام شده بر روی این كاتالیست‌ محدود شد. با افزایش دما با كاتالیست مزبور تولید اتیلن به مقدار زیادی افزایش یافت. با استفاده از نمونه دوم در دمای 450 درجه سانتیگراد گزینش‌پذیری نسبت به اتیلن به 44% رسید. در همین دما با افزایش سرعت فضایی تا (hr-1) 7200، گزینش‌پذیری پروپیلن نیز بالا می‌رود. مشاهده می‌شود كه با افزایش این نسبت، به دلیل افزایش میزان هیدروژناسیون، گزینش‌پذیری الفین‌ها كم شده و اغلب محصولات سنگین‌تر مثل بوتان تولید می‌شود. این كاتالیست‌ها در مراجع محدودی مورد بررسی قرار گرفته و حداكثر گزینش‌پذیری اولفین‌های C2, C6 برابر با 27% گزارش شده است. برای كاتالیستCo/MnO با زمان عمردهی 45 دقیقه در فشار اتمسفری و دمای 450 درجه سانتیگراد شرایط بهینه واكنش حاصل شد كه در این شرایط گزینش‌پذیری اتیلن به بیشتر از 8درصد و پروپیلن به حدود 6درصد رسید كه از تكرارپذیری خوبی هم برخوردار بود.به عنوان یك نتیجه‌گیری كلی، از آنجایی كه هدف از این تحقیق، صنعتی كردن این فرآیند می‌باشد. جهت تولید الفین‌ها از گاز سنتز شرایط زیر پیشنهاد می‌شود:1 فشار فرآیند بایستی تا حد امكان پایین و دمای فرآیند تا حد امكان بالا باشد تا محصولات سنگین تولید شده به هیدروكربن‌های كوچكتر مثل اتیلن شكسته شوند. 2 سرعت فضایی گاز بالا باشد تا زمان اقامت كم شده و زنجیرهای هیدروكربنی فرصت رد كردن نداشته باشند.3 نسبت H2/CO پایین باشد تا هیدروژناسیون الفین‌ها به پارافین‌ها كاهش یابد.4 از واكنشگاهی استفاده شود كه طول بستر كاتالیستی كم و قطر زیاد داشته باشد تا زمان اقامت كاهش یابد.استفاده از فن‌آوری 3R در كنترل انتشار NOX از صنایع شیشهچكیدهامروزه كنترل انتشار اكسیدهای نیتروژن یكی از نكات پراهمیت و مورد توجه قانون‌‌گذاران محیط زیستی در سراسر جهان گردیده است. در صنعت شیشه نیز هم برای قانون‌گذاران و هم برای تولیدكنندگان راه‌حلی كاملاً اقتصادی وجود دارد كه قادر است بیشترین میزان كاهش آلودگی را با صرف كمترین هزینه‌های ممكن در اختیار بگیرد. اثرات گازهای NOX حتی در غلظت‌های نسبتاً پایین، NOX می‌تواند چشمان ما را تحریك كرده، به سوزش و خارش وادارد و به سیستم تنفسی هم آسیب برساند. NOX یكی از اجزاء باران اسیدی است كه عامل آسیب‌رسانی به خاك‌ها، دریاچه‌ها، جنگل‌ها و ساختمان‌ها، پایین‌آورنده و كاهنده میزان ازن جو زمین و تحریك كننده سیستم تنفسی هر موجود زنده و بالاخره منهدم كننده غلات و عامل اصلی مه‌های نور شیمیایی می‌باشد. ادامه خواندن مقاله چشم‌اندازي بر بيوراديوراكتورهاي غشايي جهت تصفيه آب و پساب، رسوب‌گيري غشايي و راهكاري پيشگيري از آن

نوشته مقاله چشم‌اندازي بر بيوراديوراكتورهاي غشايي جهت تصفيه آب و پساب، رسوب‌گيري غشايي و راهكاري پيشگيري از آن اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.