فهرست مطالب
نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال بیست و نهم شماره 4 (پیاپی 59، زمستان 1389)
- تاریخ انتشار: 1390/04/01
- تعداد عناوین: 14
-
-
صفحه 1فرایند فیلتراسیون جریان رو به بالا با بستر لجن (USBF)، یک روش مؤثر و نوین در تصفیه پساب و در واقع یک نوع فرایند لجن فعال متعارف اصلاح شده می باشد. در این پژوهش، فرایند حذف بیولوژیکی فسفر در یک مجموعه آزمایشگاهی USBF 60 لیتری با جریان پساب مصنوعی پیوسته مورد بررسی قرار گرفت که برای تعیین زمان ماند هیدرولیکی بهینه براساس بیش ترین راندمان حذف فسفر در خروجی سامانه، جریان پساب با شدت جریان های 67/0، 8 /0، 1، 33/1 و 2 لیتر در ساعت و با نسبت COD/P در حدود 50 در بازه ی pH، 5 /6 تا 8 /7 و دمای محیط (°C 2±20) به سامانه اعمال شد. برمبنای نتیجه های به دست آمده از آزمایش ها میزان فسفر در خروجی راکتور، در شدت جریان های ورودی 8 /0 و 67/0، سامانه به سرعت به حالت پایدار رسیده و راندمان حذف بیش از 90% بود ولی در شدت جریان های ورودی 33/1 و 2 زمان بیشتری برای رسیدن به راندمان حذف مناسب در سامانه دیده شد. بنابراین با تحلیل های آماری انجام شده و در نظر گرفتن جنبه های اقتصادی هر پروژه که با افزایش زمان ماند در یک شدت جریان ورودی ثابت، افزایش حجم حوضچه ها را در بر دارد، زمان ماند هیدرولیکی بهینه برای مجموعه آزمایشگاهی USBF، 10 ساعت در زلال ساز با جریان رو به بالا از میان بستر لجن، تعیین شدکلیدواژگان: تصفیه بیولوژیکی، زمان ماند هیدرولیکی، پساب ورودی، فسفر، USBF
-
صفحه 9در این پژوهش، نقش پلیمر طبیعی کیتوزان در افزایش سرعت گرانول سازی در راکتور بی هوازی بافل دارحاوی پساب مصنوعی گلوکز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور دو راکتور موازی (راکتور اول به عنوان شاهد و راکتور دوم با افزودن هفتگی کیتوزان) با حجم مفید 10 لیتر که هرکدام دارای 4 محفظه بودند، مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که افزودن پلیمر به راکتور، باعث تسریع تشکیل گرانول ها (30 درصد) و در نتیجه کوتاه شدن زمان راه اندازی می شود همچنین گرانول های چگال تر و مقاوم تری به دست می آید. در بررسی تاثیر غلظت COD ورودی بر کارایی حذف در راکتور شاهد در بارآلی. d3kg COD 5 /83 درصد و در راکتور حاوی پلیمر کیتوزان در بارآلی. d3kg COD 6، حذف تا 96 درصد در سامانه دیده شد. در بررسی سهم مشارکت هر یک از 4 محفظه در حذفCOD، به ترتیب 60-40،50-30، 4-3 و 3-1 درصد در محفظه های اول تا چهارم در هر دو راکتور دیده شد. همچنین در بررسی تاثیر زمان ماند هیدرولیکی در راکتور دارای پلیمر کیتوزان در زمان ماند هیدرولیکی 24، 48 و 72 ساعت به ترتیب میانگین کارایی حذف COD برابر9/86، 8 /93 و 6/94 درصد و در راکتور شاهد 5 /67، 8 /80 و 81 درصد دیده شد.
کلیدواژگان: راکتور بی هوازی بافل دار، گرانول سازی، کیتوزان، COD، زمان ماند هیدرولیکی -
صفحه 17درحال حاضر حذف گاز گلخانه ای کربن دی اکسید از هوا مورد توجه بسیاری از فعالان حفظ محیط زیست قرار دارد. در این راستا واکنش هیدروژن دارکردن کربن دی اکسید و تبدیل آن به متان و آب می تواند بسیار مؤثر بوده واز نظر زیست محیطی دارای اهمیت باشد. متان تولیدی از این واکنش می تواند در پیل های سوختی و یا توربین های گازی مورد استفاده قرار گرفته و بخشی از نیروی به دست آمده برای آبکافت آب و تولید دوباره ی هیدروژن به کار رود (چرخه بازیابی پویای کربن دی اکسید یا CCR). روشن است که اجرای این چرخه و طراحی تجهیزات لازم، نیاز به مطالعات گسترده دارد. در این مطالعه، ابتدا یک کاتالیست مناسب از طریق تلقیح نیکل برروی پایه زئولیت Na-Y آماده شده و ویژگی های فیزیکی آن بررسی شد. سپس به منظور بهینه سازی شرایط انجام آزمایش ها، روش طراحی تاگوچی به کار رفت. واکنش در یک رآکتور بستر ثابت کاتالیستی انجام گرفت و شرایط بهینه فرآیند به این ترتیب مشخص شد: درصد نیکل موجود در کاتالیست 3%، دما 330 درجه سانتی گراد، فشار 20 بار ونسبت مولی کربن دی اکسید به هیدروژن در خوراک راکتور35/65. همچنین مطالعات سینتیکی واکنش تبدیل کربن دی اکسید به متان به کمک کاتالیست سنتز شده صورت گرفت و مدل سینتیکی مناسب و ضریب های آن تعیین شد.
کلیدواژگان: هیدروژن دار کردن، کربن دی اکسید، متان، CCR، سنتز کاتالیست Ni، Na، Y، بهینه سازی پارامترهای عملیاتی، مدلسازی سینتیکی -
صفحه 25در حال حاضر، تولید عمده ی روی دنیا از کانی های سولفیدی و توسط فرایند تشویه لیچینگ الکترووینینیگ صورت می پذیرد. اما مشکلات این فرایند مانند تولید فراوان گاز 2SO در مرحله ی تشویه و هزینه بالا، سبب شده است پژوهش گران به دنبال یافتن راه های جایگزین باشند. در این پژوهش، سینتیک لیچینگ اسفالریت توسط سدیم هیدروکسید و در حضور سرب نیترات بررسی شد. اثر پارامترهایی همچون دما، غلظت سدیم هیدروکسید، غلظت سرب نیترات، دور همزن، دانه بندی و نسبت جامد به مایع، بر میزان انحلال اسفالریت بررسی شد. در شرایط بهینه و در پایان 150 دقیقه حدود 73% روی استخراج شد. همچنین توسط مدل هسته انقباضی به سینتیک فرایند نیز پرداخته شد. افزون بر دو مکانیسم مدل هسته انقباضی (نفوذ و کنترل شیمیایی)، مدل جدیدی نیز بررسی شدکه داده های آزمایشگاهی تطابق بیشتری با این مدل جدید نشان دادند. همچنین مرتبه واکنش نسبت به غلظت سدیم هیدروکسید، غلظت سرب نیترات، نسبت فازی و اندازه ذرات به ترتیب برابر با 612/3، 796/2 و 541/0- و 097/2- به دست آمد. انرژی فعال سازی به دست آمده برای فرایند انحلال نیز برابر با kJ/mol 15/28 می باشد.
کلیدواژگان: سینتیک، مدل سازی، لیچینگ، اسفالریت، سدیم هیدروکسید -
صفحه 37در این پژوهش، جریان درهم هوا در خم 90 درجه در 2 حالت ساکن و متحرک با دو سرعت نوسانی گوناگون به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفت. مسئله های مورد بررسی با استفاده از مدل k-ε با تصحیح دیواره (تابع یونیورسال دیواره) و با کاربرد نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شد. به منظور راستی آزمایی روش تحلیلی، مسئله برای خم ساکن با مشخصات آزمایشگاهی موجود شبیه سازی گردید و با نتیجه های تجربی مقایسه شد. نتیجه های حل عددی و نتیجه های تجربی تطابق خوبی داشت. کانتورهای سرعت برای خم ساکن و کانتورها و بردارهای سرعت و کانتورهای فشار ایستا برای خم متحرک، در سطح مقاطع گوناگون خم ارایه شده است. در سطح مقطع ورودی خم به علت وجود نیروی گریز از مرکز جریان های جدیدی موسوم به جریان های ثانویه به وجود آمده و این جریان ها مرکز پروفیل های سرعت را به سمت دیواره داخلی خم منحرف می سازند. این جریان ها در طول خم رشد کرده و در سطح مقطع 60 درجه به علت کاهش اثر خم، مرکز پروفیل های سرعت در مرکز خم دیده می شود. همچنین روند تغییرهای سرعت محوری در خم ساکن و متحرک یکسان است.
کلیدواژگان: خم، شبیه سازی، نوسان، جریان نا آرام، زانویی -
صفحه 47در این پژوهش، تعدادی سطح فعال دوقلوی کاتیونی با پل ارتباطی متیلنی سنتز شدند و بعد از خالص سازی، ویژگی های فیزیکی شیمیایی آنها مانند غلظت بحرانی تشکیل میسل (CMC)، دمای کرافت و نقطه ذوب مورد ارزیابی قرار گرفتند. تاثیر کندکنندگی این سطح فعال های دوقلوی کاتیونی در مقایسه با نمونه مونومری آنها، دو دسیل تری متیل آمونیوم برمید (DTAB)، در جذب رنگزای بازی C.I. Basic Red 27 بر روی نمونه اکریلی در دمای جوش بررسی شد. سینتیک جذب این رنگزا بر روی پارچه اکریلیک در غلظت های گوناگون از سطح فعال ها با روش اسپکتروسکپی UV-Vis مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه ها نشان دادند که قدرت کند کنندگی سطح فعال های دوقلوی کاتیونی بیشتر از نمونه مونومری آنها است. در تمامی سطح فعال ها، قدرت کندکنندگی با بیشتر شدن غلظت سطح فعال افزایش یافت و ارتباط مشخصی بین طول پل ارتباطی و قدرت کندکنندگی سطح فعال های دوقلو دیده نشد.
کلیدواژگان: سینتیک جذب، رنگزای بازی، سطح فعال کاتیونی، سطح فعال دوقلو، اثر کند کنندگی، لیف اکریلیک -
صفحه 57فرایند 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 2CO 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 2CO در محلول و کسر مولی 2CO 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 2CO 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 2CO و میزان ضریب انتقال جرم بررسی شده است.
کلیدواژگان: مدل سازی، ضریب انتقال جرم، فرایند جذب گاز، برج پرشده -
کنترل غلظت تغلیظ کننده فیلم ریزشی چند مرحله ای با استفاده از ساختار ترکیبی کنترل کننده های LMPC و PIصفحه 67وجود ویتامین ها، پروتئین ها و مواد آلی دیگر در شیر سبب شده است تا این ماده نسبت به عملیات تبخیر حساس شود و به همین دلیل تبخیر آن باید در تجهیزاتی با کمترین زمان اقامت و بیشترین راندمان صورت پذیرد. وجود این ویژگی ها در تبخیرکننده های لوله ای با فیلم ریزشی، آنها را برای تغلیظ شیر بسیار مناسب ساخته است.
به طور کلی در این فرایندها کنترل غلظت جامد در فراورده ی خروجی مشکل بوده و از اهمیت ویژه ای در بهره برداری برخوردار است. در این پژوهش، برای افزایش سرعت پاسخ سامانه و حذف سریع تر خطای ماندگار، ساختاری متشکل از کنترل کننده پیشگوی خطی و پسخور ساده به منظور کنترل غلظت خروجی از تغلیظ کننده فیلم ریزشی چند مرحله ای پیشنهاد شده است. ابتدا این فرایند مدل سازی شده، سپس قابلیت کنترلکننده پیشنهادی برای کنترل فرایند مورد بررسی قرارگرفته و نتیجه ها با کنترلکنندهپسخور ساده مقایسه شده است. نتیجه ها نشان می دهند کنترلکننده پیشنهادی توانایی بالایی در کنترل غلظت خروجی از تغلیظکننده های فیلمریزشی داردکلیدواژگان: تغلیظ کننده فیلم ریزشی، مدل غیر خطی، کنترلکننده پیشگوی خطی، کنترل کننده ترکیبی -
صفحه 77در این پژوهش با به کارگیری مدل واندروالس پلاتیو برای فاز جامد هیدرات و استفاده از معادله حالت SW برای فازهای بخار و مایع، فشار تشکیل هیدرات در مخلوط های گوناگون با سه قانون اختلاط واندروالس، قانون دانش و GNQ محاسبه شده و دقت این قانون های اختلاط با مقایسه نتیجه های به دست آمده و مقدارهای تجربی، تعیین شده است. سامانه های مورد بررسی شامل مخلوط های دوجزئی (آب و متان)، (آب و اتان)، (آب و پروپان)، (آب و ایزو بوتان)، (آب و کربن دی اکسید)، (آب و نیتروژن) و (آب و هیدروژن سولفید) هستند. اثرهای متقابل دوتایی در هر مخلوط با استفاده از داده های تعادل دو فازی (بخار مایع) بهینه شده و سپس محاسبه تعادل سه فازی (VLWH) با استفاده از ضریب های بهینه شده در هر قانون اختلاط، انجام شده است. مقایسه فشار محاسباتی تشکیل هیدرات با فشارآزمایشگاهی نشان می دهد که در بیشتر مخلوط ها در شرایط دمایی و فشاری مورد مطالعه، قانون GNQ با خطای متوسط 7% از دقت بیشتری نسبت به دو قانون دانش و واندروالس، برخوردار است. بر اساس غلظت های تعادلی محاسبه شده برای متان در فاز مایع به نظر می رسد که قانون دانش برای پیش بینی کسرهای مولی اجزاء در فاز مایع از سایر قانون های اختلاط مناسب تر است. قانون دانش از آن جایی که اثر قطبیت مولکول آب را در نظر می گیرد، برای پیش بینی غلظت های تعادلی دقت بیشتری داردکلیدواژگان: قانون های اختلاط، معادله حالت SW، هیدرات گازی، تعادل سه فازی
-
صفحه 89در فرایند سنتز غشاء زئولیتی یکی از مهمترین مراحل، بذردار کردن پایه به منظور نشاندن لایه زئولیتی روی آن است که به طور معمول به وسیله سه روش مالشی، غوطه وری و الکتروفورز انجام می پذیرد. در این پژوهش برای بررسی و مقایسه این روش ها، پایه های آلفا آلومینا با دو روش مالشی و غوطه وری در سوسپانسیون دانه نشانی شده و سپس با استفاده از روش هیدروترمال و در دمای 180 درجه سانتی گراد به منظور تهیه غشاء زئولیتی تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند و سرانجام تاثیر این سه روش بر روی عملکرد غشا با استفاده از تراوش تبخیری ایزومرهای زایلن بررسی شد. به این دلیل از ایزومرهای زایلن برای ارزیابی عملکردی غشاهای سنتزی استفاده شد که اندازه منافذ غشای زئولیتی ZSM-5 (با قطری در حدودnm 54/0) با قطرهای سنتیکی مولکول های زایلن که برای پارازایلن برابر nm 58/0 و برای متازایلن و اورتوزایلن برابر با nm 68/0 است یکسان و مشابه می باشد. پارازایلن به علت اندازه مولکولی کوچکتر نسبت به دو ایزومر دیگر و در حد اندازه منافذ غشاء می تواند به راحتی در منافذ زئولیت جذب سطحی شده و نفوذ نماید و این خود می تواند مقیاس مناسبی برای ارزیابی سنتز انجام گرفته محسوب شود.
بنا بر نتیجه های به دست آمده، غشائی که از روش غوطه وری برای دانه گذاری پایه آن استفاده شد با داشتن ضریب جداسازی 66/2 بهترین عملکرد را نسبت به دو غشاء دیگر از خود نشان داد.
کلیدواژگان: دانه نشانی، غشای زئولیتی ZSM، 5، جداسازی ایزومرهای زایلن -
صفحه 97
در این مقاله، مدلی برای عبور هیدروژن از غشاهای نانوکامپوزیتی پالادیم/آلومینا ارایه شده است.
با در نظر گرفتن مخلوط گازی دوجزئی هیدروژن و نیتروژن به عنوان خوراک و همچنین ضخامت لایه نانوکامپوزیتی پالادیم، از بین مرحله های گوناگون عبور هیدروژن از غشاء، سه مرحله دفع هیدروژن ازسطح پالادیم، نفوذ از میان لایه فلزی و همچنین عبور هیدروژن از لایه متخلخل سرامیکی به دلیل تاثیرگذاری آنها در نرخ کلی عبور هیدروژن، در مدل پیشنهادی مورد توجه قرار گرفته و مکانیسم های مربوطه با جزییات کامل در مورد غشاهای نانوکامپوزیتی پالادیم/آلومینا بررسی شده است. مقدارهای متغیرهای قابل تنظیم مدل که در سرعت عبور هیدروژن از غشاء موثر هستند، از منابع و مراجع معتبر در زمینه غشاها و جداسازی غشایی گازها به دست آمده است. در پایان با توجه به مقاومت های هر مرحله، مدل کلی نرخ عبور هیدروژن از غشاهای نانوکامپوزیتی پالادیم/آلومینا ارایه شده است. برای اطمینان از صحت مدل ارایه شده، نتیجه های مدل با مراجع گوناگون مقایسه شد و تطبیق خوبی با نتیجه آنها دیده شد. نتیجه ها نشان دادند که در دماهای بالاتر، نفوذ از توده پالادیم و در دماهای پایین تر، دفع اتم های هیدروژن از سطح پالادیم مرحله های کننترل کننده برای عبور هیدروژن از غشاهای نانوکامپوزیتی پالادیم هستندکلیدواژگان: غشاهای نانوکامپوزیتی، پالادیم، آلفا، آلومینا، هیدروژن، مدل سازی -
صفحه 113در این مقاله یک روش گرافیکی جدید به نام پینچ هیدرولیک برای طراحی شبکه بهینه توزیع آب از دیدگاه مصرف انرژی پیشنهاد شده است. این روش در شهرها، کارخانه ها، منطقه ها و کشورهایی که دارای منابع قابل ملاحظه آب برای انتقال به مصرف کننده ها هستند، قابل استفاده است. روش ارایه شده در این مقاله کمترین تعداد تجهیزات و کمترین میزان انرژی مورد نیاز عملیات پمپاژ را تعیین می نماید. در مرحله نخست روش ابداعی پینچ هیدرولیک، انتقال آب از منابع به مصرف کنندگان را با استفاده از نیروی جاذبه زمین انجام می دهد. سپس موقعیت بهینه پمپها و هد مورد نیاز آنها را با استفاده از تصمیم سازهای گرافیکی تعیین می نماید به طوری که کمترین میزان انرژی برای انتقال باقیمانده آب مورد نیاز مصرف کنندگان مصرف شود. در این روش اختلاف ارتفاع بین منابع و مصرف کنندگان آب، یک پارامتر مهم و کلیدی است. در پژوهش انجام شده بیش ار80 درصد نیاز آب مصرف کنندگان توسط نیروی جاذبه زمین انتقال داده شده و 20 درصد باقیمانده با استفاده از پمپ هایی که دارای موقعیت و مشخصات بهینه از دیدگاه مصرف انرژی هستند، تامین شده است. نتیجه های این بررسی، روش هیدرولیک پینچ را به عنوان روشی کارآمد و مناسب برای طراحی بهینه شبکه توزیع آب از دید گاه معرفی می نماید.
کلیدواژگان: تکنولوژی پینچ، بهینه سازی مصرف انرژی، توان مصرفی پمپ ها، شبکه های توزیع آب -
صفحه 125تعیین بهترین مکان برای حفر چاه های جدید یک مسئله ی پیچیده است که به ویژگی های سیال و مخزن، شرایط تجهیزات سطحی و چاه ها و معیار های اقتصادی وابسته است. روش های گوناگونی برای حل این مسئله پیشنهاد شده است. در این میان، روش های بهینه سازی مستقیم که از شبیه ساز برای محاسبه تابع هدف استفاده می کنند، روش های به نسبت دقیقی هستند. ولی در بیشتر موردها به علت تعداد بالای شبیه سازی های مورد نیاز، این روش ها غیر عملی هستند. برای رفع این مشکلات، در این پژوهش از الگوریتم بهینه سازی هیبریدی (HGA) استفاده شده است. اساس این روش بر پایه ی الگوریتم ژنتیک است که با تابع های کمکی شبکه ی عصبی مصنوعی و الگوریتم پلی توپ ترکیب شده است. ترکیب الگوریتم ژنتیک با روش پلی توپ، سبب افزودن اثر پالایش موضعی شده و سرعت همگرایی را افزایش می دهد. همچنین با استفاده از شبکه ی عصبی مصنوعی می توان در طول اجرای برنامه، تابع نماینده شبیه ساز را تولید و کالیبره کرد. شایان ذکر است که در مسئله ی بهینه سازی مکان چاه ها، مدل عددی ساخته شده بر پایه داده های همراه با عدم قطعیت است. بنابراین در چنین شرایطی، یک جواب عمومی قطعی برای مسئله وجود نخواهد داشت. در این مطالعه، به منظور لحاظ کردن اثر عدم قطعیت موجود در داده ها بر روی تصمیم گیری، از سامانه استنتاج فازی استفاده شده است. خروجی این سامانه، میزان نامناسب بودن یک نقطه که برای حفر چاه جدید انتخاب شده است را با در نظرگرفتن اثرهای عدم قطعیت موجود در داده ها، دید مهندسی و ترجیح های تصمیم گیرنده تعیین می کند. در بیشتر مسئله های مهندسی، از جمله مسئله مکان یابی چاه، تابع هدف رایج در بهینه سازی، تابع سود به زمان حال بازگردانده شده (NPV) است. در این پژوهش، خروجی سامانه استنتاج فازی و NPV با هم ترکیب شده و یک تابع هدف جدید (NPV تصحیح شده یا CNPV) برای مسئله ی بهینه سازی مکان چاه ها ساخته شده است. در پایان عملکرد الگوریتم پیشنهاد شده برای مسئله ی مکان یابی چاه های تزریق آب در بخشی از یکی از مخازن غربی ایران بررسی شد. با توجه به نتیجه های به دست آمده از آزمایش های کنترل شده دیده شده که تعداد شبیه سازی های مورد نیاز برای یافتن مکان بهینه ی چاه ها در حالتی که از الگوریتم HGA استفاده شود تا حد زیادی کاهش می یابد. همچنین مکان و شدت جریان مناسب تزریق تا حداکثر چهار چاه تزریق آب در این مخزن با استفاده از الگوریتم پیشنهاد شده تعیین شد.
کلیدواژگان: مکان یابی چاه، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، روش پلی توپ، شبکه ی عصبی مصنوعی، تصمیم گیری، سامانه استنتاج فازی، ارزیابی عدم قطعیت
-
Page 1The up-flow Sludge Blanket Filtration (USBF) is a novel and efficient wastewatertreatment process which is a modification of conventational activated sludge system. The purpose of this study was to determine the efficiency of USBF process in biological phosphorus removal and to achieve the optimized hydraulic retention time according to the maximum phosphorus removal in the system. The experiments were carried out using a pilot scale USBF plant with a total volume of 60 liters by operating in different hydraulic retention times with flow rates of 0.57, 0.67, 0.8, 1.0, 1.33 and 2L per hour and the COD/P ratio around 50 at pH from 6.5 to 7.8 and room temperature (i.e. 20±2 °C). The experiments results according to the phosphorus removal showed that the system could commonly achieve steady state in a short time in flow rates of 0.8 and 0.67, and the phosphorus removal efficiency of more than 90 percent, but in the flow rates of 1.0, 1.33 and 2L per hour it would take a longer time to achieve the steady state and the desired phosphorus removal rate. At the end statistical analysis were carried out to determine an economical option for the hydraulic retention time for the biological phosphorus removal in this process, that it was 10 h for the hydraulic retention time in the clarifier.
-
Page 17Environmental concern regarding the formation and accumulation of green housegases, in particular, carbon dioxide has persuaded the individual researchers and scientificinstitution to perform extensive studies on reduction and elimination of the latter gas. Recently, application and continuous recycle of carbon dioxide in a special power generation cycle has attracted a considerable attention. In such as cycle, Called Continuous CO2 Recycle (CCR), carbon dioxide is first hydrogenated to methane and water. Methane is then applied either in a fuel cell or in a gas turbine cycle to generate electrical energy. A part of the generated power is allocated to the electrolysis of water and the resulting hydrogen gas is consumed in hydrogenation step which may be regarded as the key reaction in CCR processes. In the present study, catalytic hydrogenation of carbon dioxide has been conducted in a packed bed reactor. Formulation of an active catalyst and the determination of optimum operating parameters have been achieved within a research frame work applying Taguchi experimental design method. It was found that the catalyst consisted of 3% nickel supported on Na-Y zeolite demonstrated the highest activity 20 bar; molar feed ³ and the optimum operating conditions were established as, T= 230 °C; P in addition, a mechanism for hydrogenation of CO2, based on ratio (CO2 /H2) = 65/35. Langmuir-Hinshelwood formulation, was presented from which, a kinetic model was derived and the kinetic parameters were determined as functions of temperature
-
Page 25During current years, the most of zinc has been produced from zinc sulphide oresby employing RLE (Roasting - Leaching - Electrowining) processing. Due to the SO2 emission and high cost of this process, researches are attempting to find an alternative for this process. In this research kinetic of alkaline leaching of sphalerite concentrate from BAMA plant has been studied using sodium hydroxide in presence of lead nitrite. Effective parameters such as temperature, sodium hydroxide concentration, lead nitrite concentration, steering speed, particle size and solid/liquid ratio were studied. It was determined that the dissolution rate increased with increasing lead nitrate, sodium hydroxide concentrations or temperature, but decreased with increasing particle size or solid/liquid ratio. Also steering speed has significant effect in leaching rate. In optimum conditions at 150min about 73% of zinc was obtained. The kinetic data were analyzed with the shrinking particle and shrinking core models. A new variant of the Shrinking Core Model (SCM) was properly fitted by the kinetic data. In temperature of 70°C, the value of R2 in surface chemical reaction and diffusion were 0.8 and 0.91 respectively. While in new model it was found to be 0.99. The orders of reaction with respect to [NaOH], [Pb(NO3)2], (S/L) and particle size were 3.6122, 2.796, - 0.541 and -2.097, respectively. The activation energy for the dissolution was found to be 28.15 kJ/mol. Finally the validity of the results was estimated to be less than 9%.
-
Page 37Turbulent air flow through a 90 degree bend under both stationary and oscillatingcases, were investigated numerically in this paper. The well known k- model was used for turbulence modeling while universal wall function was used for wall region. Steady developing turbulent air flow through stationary 90° circular-sectioned curved pipe was investigated numerically first and computational results were compared with previously published experimental data showing excellent agreement. Contours of the mean velocity and static pressure for both stationary and oscillating bend are plotted along the bend length. Results show that at the inlet plant of the bend, the primary flow accelerates near the inner wall, due to secondary flow generated from centrifugal force. In general, the velocity contours through stationary and oscillating bends show the same behaviour.
-
Page 47In this research, a series of cationic gemini surfactants with methylene chain spacerwas synthesized and after purification their physico-chemical properties such as Critical Micelle Concentration (CMC) by surface tension measurements and conductometery, Kraft temperature and melting point were studied. The retarding effect of these cationic gemini surfactants in adsorption of C.I. Basic Red 27 onto polyacrylonitrile (acrylic) at boiling temperature was compared to their monomeric counterparts, Dodecyl Trimethyl Ammonium Bromide (DTAB). Adsorption kinetic of the basic dye onto acrylic in the presence of different concentrations of surfactants was evaluated by UV-VIS spectrophotometer. Results showed that retarding action of cationic gemini surfactants was higher than their monomeric surfactant. The retarding effect increased with increasing concentration for all surfactants. There was no significant correlation between spacer length and retarding effect of gemini surfactants.
-
Page 57Gas absorption process with chemical reaction by liquid solvents is widely usedin the treatment of acid gases, gas purification and the chemical and petroleum industries.In this study, modeling of the volumetric overall mass-transfer coefficient (KGa) is developed for CO2 chemical absorption process by solvents of sodium hydroxide (NaOH), Mono Ethanol Amine (MEA) and 2-Amino-2-Mmethyl-1-Propanol (AMP) in packed columns for five systems with different packings. The presented empirical model for these systems is as a function of the process operating variable parameters. These parameters are liquid volumetric flux, initial concentration of absorption solution, CO2 loadings in solution and mole fraction of CO2 in input gas stream. In this paper, the Eviews software is used for modeling and the obtained experimental results from CO2 absorption experiments by different solvents of NaOH, MEA and AMP with different packings in packed columns. Finally, parameters of predicted model are determined for five systems in this study. Modeling results denotes that very good agreement was found between the experimental results and the predicted model for these systems. Also the effects of solvent type and packing type are investigated on performance of CO2 absorption process and mass transfer coefficient.
-
Page 67Due to sensitivity of organic compound in milk to heat and evaporation process, milkusually concentrates in equipments with low residence time and high efficiency such as falling film evaporator. Generally, in this process due to large time delay and disturbances, the tight exact and proper control of product concentration is difficult and important. In this study, to improve the controller performance in falling film evaporator process and elimination of controller offset, a proper structure consists of LMPC and PI controller is proposed. First, a three-effect falling film evaporator is modeled and simulated at dynamic state and then, the proposed control algorithm is applied on process and results of proposed hybrid method are compared with results of conventional PID control. The Simulation results showed that the proposed structure is significantly capable in control of outlet concentration from multi effect falling film evaporators.
-
Page 89Seeded growth on alumina support is one of the most important steps in synthesis ofzeolite membrane process that typically perform with frictional contact, immersion andelectrophoresis method. In this study, to evaluate and compare these methods, zeolite seeds growed on alpha-alumina support by twoMethodsFrictional contact and immersion in suspension and then heated using the hydrothermal method at 180 °C to prepare zeolite membranes.Finally influence of these methods on the performance of membrane was evaluated by evaporation of xylene isomers. P-xylene due to the smaller molecular size than the two other isomer in the membrane pore size can be too easily absorbed in the zeolite pores and penetrated the surface and this may be a good measure to evaluate synthesis of zeolite membrane. Results showed that the membrane of the immersion method used for seed growth with separation factor 2.66 had best performance than other two membranes.
-
Page 97
In this paper, a model has been proposed for hydrogen permeation throughpalladium/alumina nanocomposite membranes. With regards to H2 /N2 binary gas mixture as feed and also thickness of the palladium nanocomposite layer, among different six stages of hydrogen transport through membrane, three stages; desorption of H2 from palladium surface, diffusion of H2 through metal layer and H2 transport through ceramic porous layer because of their effectiveness in total hydrogen permeation, were considered in the proposed model and their mechanisms were studied with more details. Adjustable variables of model which are effective on hydrogen permeation were determined based on the literature experimental and theoretical works. Finally, a general model for hydrogen flux through palladium/alumina nanocomposite membranes was proposed by considering the resistance of each stage. The proposed model was verified by comparing the model results with literature which were in a good agreement. The obtained results illustrated that at higher temperatures, diffusion through palladium metal layer and at lower temperatures, desorption of hydrogen atoms from palladium surface are controlling stages for hydrogen transport through palladium nanocomposite membranes
-
Page 113In this paper a new graphical method as “Hydraulic Pinch” has been proposedfor optimal design of water distribution network point of view of energy consumption. Name Pinch Technology is the known and familiar name for researchers and scientists active in the field of energy. This technology, first were used for analysis and optimizing of heat exchanger network to reduce energy consumption. Then researcher developed this approach as optimization method in different engineering fields such as hydrogen pinch in order to reduce the required hydrogen in refinery industry, Oxygen Pinch in water treatment field, Water Pinch in water reuse systems and etc. we have developed a new application of pinch method. This approach is used for factories and plants, cities, regions and countries that have considerable resources of water for transfer to consumers. The proposed method determines the minimum number of equipment and lowest necessary energy to the pumping operation. In the first phase innovative pinch method suggests transferring of water from resources to consumers by using the gravity force. Then optimal position and head of required pumps that transfer the remaining water needed to be used in consumers are discovered by using graphical decision maker of Hydraulic Pinch. In this way, the height differences between water resources and consumers are the important key parameters. The investigation conducted in this article, over 80 percent of the water needed by consumers has been transferred by gravity force and the remaining 20 percent have transferred by using the pumping devices that have optimal position and characterization of energy consumption viewpoints. The results of this analysis introduce the Hydraulic Pinch as efficient and suitable method for optimal designing of water distribution network.
-
Page 125Decision on the location of new wells through infill drilling projects is a complexproblem that depends on the reservoir rock and fluid properties, well and surface facilitiesspecifications, and economic measures. Various methods to deal with this have been suggested.Direct optimization methods which use the numerical flow simulation are exact. However, these are not practical as they are computationally very extensive. In this study we use a Hybrid Genetic Algorithm optimization technique (HGA) based on the Genetic Algorithm (GA) with helper functions based on the polytope algorithm and the neural network. This hybridization introduces hill-climbing into the stochastic search and makes use of proxies created and calibrated iteratively throughout the run. It is emphasized that the numerical models are constructed based on scarce data, hence the simulation forecasts are uncertain and consequently the deterministic global solution is not achievable. To resolve this we use Fuzzy Inference System (FIS). The output of such system evaluates the selected point given the conditions. For economic evaluation we use Net Present Value (NPV). Therefore, the FIS output is incorporated into the NPV, and a new objective function called Corrected NPV (CNPV) is constructed. We validate the method by optimizing the placement of water injection wells in a section of an oil reservoir located in the west of Iran by maximizing the CNPV. The suggested algorithm was used to find the points for drilling water injection in a reservoir located in the south of Iran. It was observed that the number of simulations required to find the optimal well configurations were reduced significantly by using HGA. Moreover, the positions and the injection rates for four injection wells has been suggested.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.