فهرست مطالب
نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال سی و سوم شماره 3 (پیاپی 73، پاییز 1393)
- تاریخ انتشار: 1393/12/14
- تعداد عناوین: 10
-
-
صفحات 1-6در این کار پژوهشی از یک فتوراکتور پیوسته آنولار مجهز به یک لامپ UV-C در مرکز فتوراکتور با طول موج نشری nm254، برای حذف یک آلاینده مدل (پارانیتروفنل) با استفاده از فرایند-UV/S2O82 استفاده شده است. در این پژوهش، برای اولین بار یک معادله سینتیکی جامع برای فرایند-UV/S2O82 ارایه شده است. ثابت سرعت واقعی واکنش رادیکال های -S2O82 با مولکول های پارانیتروفنل با مدل سازی سینتیکی برابر با 105 × 1/1 به دست آمده است. مدل به دست آمده از نتیجه های بررسی سینتیک فرایند بر مبنای مکانیسم داده شده، به خوبی می تواند غلظت پارانیتروفنل را در این فرایند در شرایط عملیاتی گوناگون همچون غلظت اکسید کننده، شدت جریان حجمی سیال و طول فتوراکتور پیوسته تعیین کند.
کلیدواژگان: مدل سازی سینتیکی، UV، S2O82، فتوراکتور جریان پیوسته آنولار، پارانیتروفنل -
صفحات 7-18با توجه به کاهش جهانی تولید نفت، نبود بازدهی روش های متداول ازدیاد برداشت و میزان بالای نفت باقیمانده در مخازن هیدروکربوری، استفاده از روش های با سوددهی بالاتر با وجود تحمیل هزینه ی بیشتر، منطقی به نظر می رسد. پدیده ی جذب ناخواسته تحت تاثیر عامل های گوناگون باعث کاهش کارایی فرایند تزریق متناوب محلول فعال کننده ی سطحی و گاز می شود. این در حالی است که آنالیز جریان جزئی، موفقیت این روش را در فرایند ازدیاد برداشت مخازن هیدروکربوری تایید نموده است. در این مطالعه، فرایند جذب به دو روش استاتیک و دینامیک بررسی شد و تاثیر نوع فاز گازی، نوع سنگ، غلظت های گوناگون ماده فعال کننده ی سطحی و ماده ی کمکی بر میزان جذب صورت گرفته مطالعه شد. همچنین، آزمایش های تزریق متناوب محلول فعال کننده ی سطحی و گاز به منظور مقایسه با دیگر روش های متداول مانند تزریق متناوب آب و گاز و تزریق پیوسته ی گاز و تاثیر ماده ی کمکی کلسیم لیگنوسولفانات بر میزان بازیافت انجام شد. به منظور به دست آوردن غلظت سدیم دودسیل سولفات از روش رنگ سنجی بر مبنای تشکیل زوج یون بین ماده ی فعال کننده ی سطحی (آنیونی بدون رنگ) و سفرانین (کاتیون رنگی) استفاده شد. نتیجه ها نشان داد که میزان دانسیته ی جذب ماده ی فعال کننده ی سطحی در حضور گاز نیتروژن نسبت به زمانی که گاز متان در معرض سنگ قرار دارد، کمتر است. همچنین میزان جذب سدیم دودسیل سولفات در حضور ماده ی لیگنوسولفانات کاهش می یابد. آزمایش های جذب استاتیک انجام شده بر روی دولومیت و شیل نشان داد که میزان جذب ماده ی فعال کننده ی سطحی در آنها بالاتر از سیلیس است. فرایند تزریق متناوب محلول فعال کننده ی سطحی و گاز نسبت به فرایند های تزریق متناوب آب و گاز و تزریق پیوسته گاز میزان بازیافت را به ترتیب 10 و 28 درصد افزایش می دهد. کف در نرخ بهینه ی تزریق به صورت مناسب تشکیل و باعث کاهش موثر تحرک پذیری گاز می شود. استفاده از ماده ی لیگنوسولفانات نیز ضمن افزایش 2 درصدی میزان بازیافت باعث کاهش 22 درصدی میزان جذب ماده ی فعال کننده ی سطحی می شود.
کلیدواژگان: مواد فعال کننده سطحی، پدیده جذب، زوج یون بی بار، ماده ی کمکی، بازیافت نفت -
صفحات 19-24استر استئاریک اسید سوربیتن به عنوان امولسیوفایر در صنایع خوراکی، دارویی، بهداشتی و آرایشی کاربرد دارد. سوربیتن استرها از واکنش یک قند با یک اسید چرب تولید می شوند. سوربیتول مولکول قند تشکیل دهنده این فراورده و اسید چرب آن استئاریک اسید است. تولید سوربیتن استر به دو روش تک مرحله ای و دو مرحله ای امکان پذیر است.در این پژوهش، روش دو مرحله ای به دلیل برتری های آن نسبت به روش تک مرحله ای انتخاب شد. برای مرحله اول و دوم واکنش، چند کاتالیست مشخص شد و توانایی آنها در انجام واکنش بررسی و مقایسه شد. فسفریک اسید به عنوان کاتالیست مناسب انتخاب شد و برای این کاتالیست تاثیر دما، فشار و غلظت کاتالیست در سرعت واکنش بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که سرعت واکنش آب گیری مولکولی در حضور فسفریک اسید به عنوان کاتالیست، با دما و غلظت کاتالیست نسبت مستقیم دارد ولی با فشار نسبت عکس دارد. در مرحله دوم واکنش، کاتالیست بازی به عنوان کاتالیست بهینه انتخاب و واکنش استری شدن در حضور کاتالیست بازی انجام شد.تغییر کشش سطحی برای امولسیفایر تولید شده با افزودن مقدارهای متفاوت سوربیتن استر تولیدی به آب اندازه گیری شد. سوربیتن استر تولیدی کشش سطحی آب را کم می کرد. غلظت بحرانی میسل ها (CMC) آن در حلال آب برابر mg/L15 و عدد صابونیفراورده ی پایانیبرابر174 بود.
کلیدواژگان: استئاریک اسید، امولسیفایر، سوربیتن استر، کاتالیست اسیدی -
صفحات 25-29این پژوهش با هدف بررسی و تعیین میزان تاثیر منفی یون های فلزی بر سفیدی نمونه کاغذهای شیمیایی مکانیکی تولید شده در کارخانه چوب و کاغذ مازندران و راه های کاهش آن صورت گرفته است. نمونه های کاغذ شیمیایی مکانیکی به صورت رنگبری نشده از کارخانه تهیه شدند. در این پژوهش به منظور خنثی سازی یون های فلزی که سبب افزایش روند کهنگی و زردی نمونه کاغذهای شیمیایی مکانیکی می شود از ماده کی لیت کننده EDTA با غلظت های 0، 25/0، 5/0، 75/0 و 1 درصد استفاده شده و سپس هر یک از نمو نه ها پس از خشک شدن با محلول های دارای یون های فلزی عناصر واسطه شامل Fe2+، Fe3+، Cu2+، Al3+، Mn2+ آغشته شدند. نتیجه ها نشان داد که بیش ترین تاثیر در کاهش سفیدی، متعلق به یون Fe2+ و کم ترین تاثیر، متعلق به یون Al3+ می باشد. همچنین، نتیجه ها نشان داد که آغشتگی نمونه ها در غلظت های گوناگون ماده کی لیت کننده در بهبود خاصیت سفیدی کاغذ، یک مقدار بهینه دارد و بعد از این مقدار بهینه، با افزایش غلظت EDTA تغییری در بهبود سفیدی و دوام روشنی ایجاد نمی شود. با افزایش زمان کهنه سازی، سفیدی کاغذ شیمیایی مکانیکی به صورت معنی داری کاهش می یابد.
کلیدواژگان: یون فلزهای واسطه، EDTA، کهنه سازی نوری تسریع شده، سفیدی -
صفحات 31-39در مرحله اول این پژوهش، پوسته شلتوک برنج (Rice Husk) به عنوان یک ماده ارزان قیمت و طبیعی تحت واکنش بنزیله شدن قرار گرفت و برای اطمینان از انجام واکنش، از نمونه بنزیله شده طیف فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)) گرفته شد. پیک های ظاهر شده در این طیف نشان داد که گروه های بنزیل به طور موفقیت آمیزی با گروه های هیدروکسیل پوسته شلتوک برنج واکنش داده است. بررسی ویژگی های گرمایی نمونه بنزیله شده با استفاده از آزمون وزن سنجی گرمایی (TGA) نشان داد که پوسته شلتوک برنج بنزیله شده دارای پایداری گرمایی بیشتری نسبت به پوسته شلتوک برنج می باشد. در مرحله بعد، پوسته شلتوک برنج بنزیله شده با درصدهای گوناگون پلی استایرن و پلی کاپرولاکتون در حلال کلروفرم مخلوط شد وپس از حل شدن کامل در اثر تبخیر حلال از آنها فیلم تهیه شد. و ویژگی های مکانیکی نمونه های تهیه شده با آزمون کشش بررسی شد. با استفاده از مقایسه مقاومت کششی، درصد کشش و مدول الاستیسیته یانگ نمونه ها، اثرهای افزایش پوسته شلتوک برنج بنزیله شده به کامپوزیت های پلی استایرن/پلی کاپرولاکتون بررسی شد. با توجه به نتیجه های به دست آمده، افزودن پوسته شلتوک برنج بنزیله شده از 10 تا 40 درصد وزنی به کامپوزیت ها منجر به بهتر شدن ویژگی مکانیکی شد.
کلیدواژگان: بنزیله کردن، پوسته شلتوک برنج، پلی استایرن، پلی کاپرولاکتون، ویژگی های مکانیکی، کامپوزیت -
صفحات 41-51خوردگی به معنای تخریب یک ماده در اثر واکنش با محیطی که در آن قرار دارد، می باشد. یکی از مهمترین عامل های موثر بر نرخ خوردگی در داخل لوله ها، سرعت سیال در تماس با فلز می باشد. در این پژوهش اثر سرعت سیال بر دانسیته جریان خوردگی برای فولاد کربنی ساده ST37 (AISI 1020) در محلول آب همراه با گاز چاه های بندرعباس در دمای °C 25 بررسی شده است. به منظور بررسی مکانیسم و سنیتیک فرایند خوردگی در شرایط هیدرودینامیکی، از دستگاه صفحه چرخان استفاده شده است. برای اعمال پتانسیل های مورد نظر و ایجاد پلاریزاسیون بر روی قطعه مورد آزمایش از دستگاه پتانسیواستات استفاده شده و برای تحلیل داده ها، روش مقاومت پلاریزاسیون خطی به کار برده شد. در این پژوهش، با تغییر سرعت چرخشی صفحه چرخان از rpm100 تا rpm1700 و ترسیم منحنی های پلاریزاسیون آنها، افزون بر به دست آوردن رابطه تجربی انتقال جرم این سامانه (Sh=0.8433 Re0.497Sc-1/3) که بسیار نزدیک به رابطه لوویچ بود. این نتیجه ها نیز به دست آمد که با افزایش سرعت چرخشی تا rpm1000به دلیل زیاد شدن میزان انتقال جرم، نرخ خوردگی افزایش می یابد. همچنین افزایش سرعت الکترود به مقدارهای بالاتر، با تغییر مکانیسم خوردگی همراه می باشد که در پژوهش مورد بررسی واقع قرار گرفت. در پایان به ارتباط بین نتیجه های آزمایشگاهی و جریان سیال در خط لوله پرداخته شد و معادله ای برای محاسبه سرعت سیال جاری در خط لوله به عنوان تابعی از سرعت چرخشی معادل در سامانه آزمایشگاهی به دست آمد.
کلیدواژگان: فولاد کربنی ساده (AISI 1020)، الکترود صفحه چرخان، اثر جریان سیال، ضریب انتقال جرم -
صفحات 53-64
انرژی خورشیدی یکی از انرژی های تجدیدپذیر است که برای بسیاری از فرآیندهای طبیعی کره زمین، حیاتی می باشد. کاربرد انرژی خورشیدی به منظور تامین آب گرم مصرفی، گرمایش و سرمایش ساختمان ها در ایران در دهه های اخیر بسیار موردتوجه قرار گرفته است. در این مقاله، شبیه سازی و بررسی فنی اقتصادی یک سامانه چیلر جذبی تک اثره آب لیتیم برومید خورشیدی در شرایط اقلیمی اصفهان مطالعه شده است. بیشترین تقاضای انرژی سرمایشی برای این ساختمان 17 کیلو وات می باشد که در تیرماه اتفاق می افتد. بنابراین یک چیلر جذبی با ظرفیت 19 کیلو وات (5 تن تبرید، متناظر با ساختمانی با زیر بنای 200 متر مربع) انتخاب شد. ساعت های استفاده مفید از این سامانه سرمایشی خورشیدی از 7 صبح الی 7 بعد از ظهر، در روزهای یازدهم اردیبهشت تا هشتم مهرماه در نظر گرفته شد. فعالیت سامانه در زمان کمبود تابش خورشیدی با استفاده از انرژی ذخیره شده در مخزن ذخیره گرما و همچنین یک گرم کن کمکی ادامه می یابد. نتیجه های اقتصادی نشان می دهد که کلکتور لوله ای تخلیه شده با مساحت 30 متر مربع بهترین انتخاب برای این شرایط می باشد. این سامانه در مقایسه با چیلرهای جذبی شعله مستقیم با ظرفیت یکسان، سالانه 895 متر مکعب صرفه جویی در مصرف گاز طبیعی را به همراه دارد.
کلیدواژگان: سرمایش جذبی مدد یافته با انرژی خورشیدی، تک اثره، آب، لیتیم برومید، شبیه سازی، بهینه سازی -
صفحات 65-83خورشید به عنوان یکی از منبع های پایان ناپذیر انرژی است که امکان تولید برق و گرما از آن به راحتی وجود دارد. چرخه آلی رانکین همانند چرخه شناخته شده بخار رانکین است با این تفاوت که در آن از یک سیال آلی به جای بخار استفاده می شود. این مطالعه به بررسی انتخاب سیال عامل مناسب برای چرخه آلی رانکین، راهکاری برای بهبود عملکرد و افزایش راندمان، شناسایی پارامترها و متغیرهای تاثیرگذار بر راندمان چرخه آلی رانکین، بهره گیری از مبدل گرمایی مناسب در چرخه تجمیعی کلکتور های سهموی خورشیدی و چرخه آلی رانکین پرداخته است. توان خروجی سامانه 2140 کیلو وات و منبع گرمایی سامانه، انرژی استحصال شده توسط کلکتورهای سهموی خورشیدی است. چرخه در دمای 250 درجه سلسیوس که متوسط دمای کلکتورهای سهموی لوله ای است، مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. در این مطالعه تهران به عنوان شهر مورد نظر برای محاسبه های تابش خورشید و تغییرهای فصل، انتخاب شده است. بررسی سیال های کاری متفاوت به منظور یافتن بیشترین راندمان خالص در چرخه تجمیعی متمرکز کننده های سهموی خورشیدی و چرخه آلی رانکین صورت پذیرفت و نشان داده شد که سیال های R-123، R-141B، R-113 و R-245ca به ترتیب دارای راندمان خالص چرخه 17/15، 83 /15، 21/14 و 87 /11 درصد می باشند و از آن میان، سیال R-141B بیشترین راندمان خالص و سیال R-245ca بیشترین توان الکتریکی را دارا می باشد. تاثیر تغییرهای دمای محیط برای تابستان و زمستان، ارتفاع محل نصب و... مورد بررسی قرار گرفت.
کلیدواژگان: سیال کاری، سیال خشک، کلکتور سهموی خورشیدی، چرخه آلی رانکین، راندمان خالص چرخه -
صفحات 85-97انتشار بی وقفه ی گازهای گلخانه ای یکی از نگرانی های مهم جامعه ی جهانی است. نیمی از افزایش غلظت کربن دی اکسید تنها در 50 سال اخیر اتفاق افتاده است، ترکیبی که به لحاظ وزنی بیشترین درصد گازهای گلخانه ای منتشر شده را تشکیل می دهد مخازن هیدروکربوری به دلیل داشتن پوش سنگ، محل مناسبی برای دفع گاز کربن دی اکسید است. از سوی دیگر، به دلیل افزایش تقاضای جهانی نفت خام، افزایش عمر مخازن و لزوم اتخاذ روش های ازدیاد برداشت برای پاسخگویی به این تقاضا، تزریق گاز کربن دی اکسید دارای اهمیت است. از این رو به کارگیری روشی برای بهینه سازی همزمان بیشترین ذخیره سازی گاز کربن دی اکسید در مخزن و افزایش تولید نفت در اثر این تزریق ضروری است. درگذشته به دلیل نبود روش های مناسب بهینه سازی، بیشتر مسئله های بهینه سازی چند هدفه به عنوان مسئله های بهینه سازی تک هدفه مورد بررسی قرارمی گرفت. امروزه، با توسعه الگوریتم های بهینه سازی چند هدفه، امکان افزایش قدرت تصمیم گیری و کاهش ریسک برای کارشناسان و مدیران مخازن هیدروکربنی فراهم شده است. در این پژوهش با به کارگیری الگوریتم ژنتیک مبتنی بر رتبه بندی نامغلوب در یکی از مخازن نفتی، گزینه های مناسب برای تزریق گاز کربن دی اکسید با درنظرگرفتن بهینه سازی همزمان ذخیره سازی گاز و ازدیاد برداشت نفت ارایه شده است. در این روش هیچ ادغامی میان هدف ها صورت نمی پذیرد و ضمن بهینه سازی مستقیم هر یک از آنها، چندین سناریوی بهینه طرح می شود. از برتری های این روش بهینه سازی، امکان اصلاح سناریوی تولید با توجه به تغییر در مقدارهای پارامترهای اقتصادی است.
کلیدواژگان: گازهای گلخانه ای، تزریق گاز، ذخیره سازی گاز، ازدیاد برداشت نفت، الگوریتم های بهینه سازی چند هدفه -
صفحات 99-111واحدهای بازیافت گوگرد بر پایه فرایند کلاوس، در زمره ی پرکاربردترین فرایندهای بازیافت گوگرد در مقیاس صنعتی به شمار می آیند. با وجود بازدهی مناسب این واحدها، به دلیل وجود برخی مشکل های فرایندی، فرارده های نهایی و همچنین راندمان آن ها از کیفیت و کمیت مناسبی برخوردار نمی باشد. حضور ترکیب های سنگین آروماتیک بنزن، تولوئن و زایلین (BTX) از جمله مشکلاتی است که به کاهش راندمان این واحدها می انجامد. این ترکیب ها در صورت سوختن کامل در محفظه احتراق که به دلیل دمای نامناسب این محفظه رخ می دهد، می توانند منجر به غیرفعال شدن کاتالیست های موجود در بسترهای کاتالیستی به ویژه بستر اول شوند. از این رو، در این پژوهش ضمن شبیه سازی فرایند بازیافت گوگرد به روش کلاوس در مقیاس صنعتی توسط نرم افزار پروماکس، به بررسی تاثیر حضور BTXب ر شدت غیرفعال شدن بستر کاتالیستی اول و نقش آن بر راندمان واحد بازیافت گوگرد و همچنین ارایه سناریوهایی برای کاهش محتوای BTXدر جریان ورودی به بسترهای کاتالیستی پرداخته شده است.
کلیدواژگان: واحد بازیافت گوگرد، فرایند کلاوس، عملکرد واحد، هیدروکربن های آروماتیک
-
Pages 1-6In this work an annular continuous-flow photoreactor with a UV-C lamp (λmax = 254 nm) in the center of photoreactor has been used in the removal of p-nitrophenol by UV/S2O82- process. For the first time a kinetic model has been proposed for UV/S2O82- process. The rate constant of the interaction of SO4-• radicals with the p-nitrophenol molecules has been estimated through the adoption of kinetics model (1.1 ×105 M-1s-1). This model allows predicting the concentration of p-nitrophenol in different photoreactor lengths for different flow rates and initial concentrations of oxidant.Keywords: Kinetic modeling, UV, S2O82, Annular continuous, flow photoreactor, p, Nitrophenol
-
Pages 7-18Due to decline in oil production، inefficiency of conventional EOR methods and a huge trapped volume of oil in reservoirs، it is reasonable to use helpful methods with higher initial cost. Adsorption phenomenon that has been affected by several factors، weakens the success of SAG injection which its efficiency is confirmed by fractional flow analysis. In this study،by conducting static and dynamic adsorption experiments، the effects of sacrificial agent، gas phase، and surfactant concentration on adsorption density were examined. Next، SAG experiments were performed in order to compare with the conventional methods such as water alternative gas injection and continuous gas injection. Also، the effect of sacrificial agent on oil recovery was studied. Spectrophotometric method based on the formation of an ion-pair between Safranin o and surfactant was used in all experiments for determination of surfactant concentration. The results of adsorption experiments show that SDS adsorption density was reduced when nitrogen was imposed instead of using methane. Also، the amount of surfactant loss was decreased in precense sacrificial agent. Static experiment shows that the amount of loss of surfactant on dolomite and shale were higher than Silica. Flooding experiment results show that SAG injection increase final recovery up to 10% and 28% in comparison with WAG and continuous gas injection، respectively. formation of stable foam in optimum injection rate leads to decrease in gas mobility. Using CLS slightly increases the ultimate oil recovery up to 2 %، while it decreases the loss of SDS 22 percent.Keywords: Adsorption phenomenon, Ion pair, Sacrificial agent, Oil recovery
-
Pages 19-24Sorbitan fatty acid esters called sorbitan esters are surfactants widely used as food in the production process as emulsifiers. Sorbitan esters are well-known emulsifiers suitable for use in food، pharmaceutical products as well as many other applications. One such technique involves direct esterification of sorbitol or an intramolecular condensate of sorbitol with fatty acids in the presence of acid or alkali catalysts in one step process. In two step process، sorbitol is first dehydrated to sorbitan and then esterified with acid or alkaline catalysis. In this study، two steps process due to better compatibility was selected. For the first and second steps، catalysts were tested fur phosphoric acid recognized as suitable catalyst for this reaction، effect of temperature and pressure and catalyst concentration were determined. The results show that dehydration rate is proportional to temperature and catalyst concentration، but pressure has negative effect. For the second step، alkaline catalyst was studied and esterification was affected under alkaline condition. Surface tension was studied by different amount of sorbitan ester. Produced sorbitan ester reduced surface tensionwith CMC 15mg/L and saponification number of 147.Keywords: Stearic acid, Emulsifier, Sorbitin ester acid catalyst
-
Pages 25-29This research was conducted to study and determine the negative effect of metal ions on whiteness of the chemimechanical pulp samples which are produced in Mazandaran Wood and Paper Mill. The chemimechanical pulp samples were prepared from the mill in unbleached from. EDTA chelating agent was used with concentrations of 0، 0. 25، 0. 5، 0. 75 and 1% in order to neutralize the metal ions which cause further aging and yellowing of the CMP samples. Then، each sample was wetted with solutions containing metal elements of Fe2+، Fe3+، Cu2+، Al3+ and Mn2+ after drying. The obtained results revealed that the maximum effect in whiteness reduction belongs to the Fe2+ ion while the minimum effect is related to Al3+ ion. Moreover، it can be inferred from the results that wetting of the samples at different concentrations of the chelating agent (EDTA) has an optimal value in improvement of the whiteness characteristics of the paper. More than this optimal value، further increasing the EDTA concentration does not improve whiteness and brightness durability of the samples. Whiteness of the CMP degrades significantly by increasing the aging time.Keywords: Transitional metal ions, EDTA, Accelerated optical aging, Whiteness
-
Benzylation of Rice Husk and Investigation of Its Composites with Poly Styrene and Poly CaprolactonePages 31-39Biodegradable composites are prepared by mixing of benzylated rice husk، poly styrene and e-caprolactone. At the first step of this investigation، rice husk as a cheap and natural material was modified with benzylation reaction and samples was studied by FT-IR spectra. A good reaction between benzyl groups of benzyl chloride and hydroxyl groups of rice husk is observed from FT-IR spectra. The ThermoGravimetery Analysis (TGA) showed that the benzylated rice husk has a more thermal stability than rice husk. At the next step، benzylated rice husk with different percentages added to polystyrene and polycaprolactonein chloroform، and the polymeric films were prepared with solvent evaporation. Mechanical properties of these films were measured by the tensile test. The mechanical properties of samples were improved by addition of 10-40 percent of benzylated rice husk.Keywords: Benzylation, Rice husk, Bio composites, Poly styrene, Poly caprolactone
-
Pages 41-51Corrosion means the destruction or the deterioration of materials because of reaction with its environment. One of important effective factors on corrosion rate is fluid motion in pipe and all of construction that have flow of fluid. This study was carried out to investigate the effect of fluid flow on the corrosion of simple carbon steel ST37 (AISI 1020) in aqueous solution of Bandar Abbas’s gas well at 25oC under the air-saturated condition. To investigate the mechanism and kinetic of corrosion in different hydrodynamic conditions، a Rotating Disk Electrode (RDE) was used. The imposed potential and polarization on the metal sample، a potentiostat system was utilized and to interpret the data، Linear Polarization Resistance (LPR) and tafel polarization methods were applied. To study the effect of fluid flow on the rate of corrosion، the speed of rotating disk was changed from 100 to 1700 rpm. Drawing the related polarization curves mass transfer coefficients were predicted. Using these coefficients and empirical correlation between dimensionless groups as Sh= 0. 8433 Re0. 497Sc1/3 was found. This correlation is much closer to the correlation proposed by Levich. Experimental data also shows that increasing the disk speed to 1000 rpm. The rate of corrosion (due to the increases in mass transfer rate) was increased. Above this speeds the rate of corrosion in independent of disk speed. Finally to study the corrosion inside the pipes using the analogy aspects، a relation to predict the disk speed (generating the same velocity of fluid inside the pipe) was obtained.Keywords: Carbon steel ST37 (AISI 1020), Rotating Disk Electrode (RDE), Fluid flow effect, Mass transfer coefficient
-
Pages 53-64
Solar energy is a renewable and crucial form of energy for many natural processes on the Earth. The application of solar energy to provide hot water، heating and cooling of residential area has been considered in Iran in recent decades. In this paper، simulation and techno-economic investigation of a single-effect water-lithium bromide solar absorption chiller in Isfahan climate is presented. A single effect absorption chiller with a capacity of 19 kW (5 tons of refrigeration)، providing cooling for a 200 m2 residential area is proposed. Maximum energy required for cooling such a building is 17 kW، which occurs in July. The daily occupancy schedule is considered between 7a. m. and 7p. m. and the cooling schedule is considered between May 1st to September 30th. At low solar radiation، the system operates with the energy stored in the storage tank and with an auxiliary heater. Economic results show that the evacuated tube collector with total absorber area of 30m2 is the best option in this plant. This system in comparison to a similar capacity direct-fired absorption chiller will save 895 m3 of natural gas per year.
Keywords: Solar assisted absorption chiller, Single, effect, Water, lithium bromide, Simulation, Optimization -
Pages 65-83Development of innovative thermodynamic cycles is important for the efficient utilization of low-temperature heat sources such as solar، geothermal، and waste heat sources. Binary mixtures exhibit variable boiling temperatures during the boiling process، which leads to a good thermal match between the heating fluid and working fluid for efficient heat source utilization. This study presents a theoretical analysis of a combined power cycle، which combines the organic Rankine cycle and parabolic through collectors cycle، uses different organic fluid as the working fluid and produces power. This cycle، also known as the ORC، can be used as a downstream cycle using heat source from a solar radiations، and it can using low to mid-temperature sources with concentrator or not. A thermodynamic analysis of power was presented. The performance of the cycle for a range of turbine pressure، ambient temperature، condenser pressure، altitude، and different working fluids were studied to find out the sensitivities of gross power، net power، electrical efficiency، net electrical efficiencies and plant auxiliary، effective efficiency. The thermodynamic analysis covered a broad of boiler temperatures، 250 °C and pressure 20 Bar. The first law efficiencies of 11. 85 % are achievable at 250 °C and pressure 20 Bar with R-123 as working fluid. The cycle can reached to 19. 64 % net electrical efficiency with recuperate heat exchanger that works at 44 bar pressure 250 °C temperature and with R-141B as working fluid.Keywords: Working fluids, Net electrical efficiency, Parabolic Through Collector (PTC), Organic Rankine Cycle (ORC), Dry fluid
-
Pages 85-97Increasing of greenhouse gas emissions is one of the major concerns in the international community. 50 percent of increment of carbon dioxide concentration، which is forming the most of greenhouse gas، was occurred during the last fifty years. Because of impermeable caprock، hydrocarbon reservoirs are appropriate option to sequester carbon dioxide. On the other hand، due to high amount of fuel consumption in the world، implementing carbon dioxide Enhance Oil Recovery (CO2 EOR) to improve oil recovery is logical. So، to achieve these aims، using efficient method to improve the volumes of produced oil and stored carbon dioxide is mandatory. Up to now، due to lack of proper method، single objective optimization method was conducted. Nowadays، using multi objective optimization methods such as non-dominated sorting genetic algorithm leads to select appropriate scenario during encountering upcoming situations. In this study، non-dominated sorting genetic algorithm was applied to an oil reservoir and some appropriate scenarios with regard to maximization of produced oil volume and stored carbon dioxide volume were introduced. The main advantage of this methodology is selection of proper scenario with regard to economic variations after implementing optimization process.Keywords: Non, dominated genetic algorithm, Gas injection, CO2 EOR, CO2 storage, Greenhouse gas effect
-
Pages 99-111Claus process is a well-known industrial method to recover elemental sulfur from hydrogen sulfide in Sulfur Recovery Units (SRUs). Despite high efficiency of such units، these SRUs operate at much lower efficiencies than the standard value of 97% due to some operational shortcomings. Presence of heavy aromatic compounds such as Benzene، Toluene، and Xylene (BTX) within the acid gas feed entering the SRUs، can harmfully affect Claus catalyst performance and decrease the overall efficiency. In this research، Promax simulator was employed to simulate SRUs of Khangiran natural gas refinery. Five different scenarios were discussed to increase the temperature of combustion chamber and BTX destruction as well. Finally، the effect of BTX content entering the catalytic beds was investigated on the efficiency of catalytic beds and the overall sulfur recovery.Keywords: Sulfur recovery units, Claus process, Unit efficiency, Heavy aromatic coumpounds
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.