نشریه دانشکده فنی دانشگاه تهران
سال سی و هفتم شماره 4 (پیاپی 82، اسفند 1382)

کاتالیست نیکل به طور گسترده در صنایع پتروشیمی،فولادسازی،وروغنهای نباتی کاربرد دارد.در صنایع روغنهای نباتی،واکنش هیدروژناسیون روغنهای مایع را در حضور کاتالیست نیکل انجام میدهند تا روغن جامد بدست آید و در نتیجه طول عمر روغن افزایش یافته و فسادپذیری آن کاهش یابد. پس از مدتی که کاتالیست نیکل در هیدروژناسیون روغنهای نباتی مورد استفاده قرار گرفت،اکتیویته خود را از دست میدهد و به اصطلاح((غیرفعال))میشود که نیاز به ((بازسازی))جهت استفاده مجدد آن ضرورت پیدا میکند. در حال حاضر بازسازی کاتالیست نیکل در داخل کشور جنبه علمی و عملی لازم را نداشته و هر ساله ارز زیادی جهت خرید کاتالیست تازه از کشور خارج می شود. در این پروژه از طریق گاز یفیکاسیون،کربن موجود بر روی کاتالیست در حضور اکسیژن هوا به مونواکسید کربن و دی اکسید کربن تبدیل شده و از صحنه عمل خارج می گردد. همچنین در دماهای بالا که جهت کربن زدایی به کار می رود روغن باقیمانده در کاتالیست پس از هیدروژناسیون روغنهای نباتی،اکسید شده و از کاتالیست خارج می گردد. آزمایشات انجام شده نشان میدهد که در حدود 45 درصد وزنی کاتالیست را کک،روغن باقیمانده در کاتالیست و ترکیبات غیرفعال کننده دیگر تشکیل میدهند.در این تحقیق دمای بهینه کربن زدایی با انجام آزمایش بر روی نمونه های مختلف و تجزیه و تحلیل داده ها برآورد شده است، این داده ها دمایC °450 را به عنوان دمای بهینه کربن زدایی مشخص ساخته اند. همچنین به دلیل تولید دود زیاد حاصل از اکسیداسیون روغنهای نباتی باقیمانده در کاتالیست، در مرحله دیگری از آزمایشات ابتدا روغنهای باقیمانده در کاتالیست را توسط حلال تتراکلرید کربن(ccl4)استخراج نموده و سپس مخلوط را صاف کرده و پس از خشک کردن در دماهای مختلف کربن زدایی شده است. این مرحله از آزمایشات توافق خوبی با مرحله قبلی دارد و نشان میدهد 23 درصد وزنی کاتالیست غیرفعال را روغن باقیمانده در کاتالیست و در حدود22 درصد وزنی کاتالیست غیرفعال را کک و سایر غیرفعال کننده ها تشکیل میدهد.

در این بررسی پروسکایت های LacoO3 به روش سیترات و نوع پایه دار آن با تلقیح محلول نیترات های کبالت و لانتانیم روی پایه های سیلیکا و آلومینا تهیه شد. همچنین از پایدارکننده های سریا،زیرکونیا و لانتانا برای کاهش اثرات متقابل پروسکایت و پایه استفاده گردید. عملکرد این کاتالیست ها درC°750-100 ودر حضور گازی شبیه گاز خروجی از اگزوز خودروهای بنزینی بررسی شد. کاتالیست بدون پایه LacoO3، CO را در دماهای کمتر از C°300 تبدیل می کند،در حالی که اتان در دماهای بالاتر از C°700 تبدیل میشود. روی کاتالیست های پایه دار، CO و C2H6 هر دو در دماهای بالاتر از C°700 بطور کامل تبدیل می شوند. طیف های XRD کاتالیست ها نشان می دهد که اثر متقابل شدیدی بین پروسکایت و پایه وجود دارد. سریا در میان پایدارکننده ها بالاترین اثر، برای کاهش این اثر متقابل را دارد.

در شبیه سازی مرسوم که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند، منحنی های تراوائی نسبی توسط رابطه تجربی کوتز برای هر مقدار از کشش بین سطحی تصحیح می شوند. براساس نتایج تحقیقات انجام شده در دانشگاه هریوت- وات بالا رفتن سرعت در نزدیکی دهانه چاه میعان گازی باعث افزایش تراوائی نسبی میعانات و مخصوصا گاز در اطراف دهانه چاه می شود. لذا به منظور اعمال تاثیر مثبت دبی رابطه تجربی جدیدی مشابه رابطه تجربی کوتز پیشنهاد گردید که در آن به جای کشش بین سطحی از پارامتر بدون بعد عدد موئینگی Nc که نسبت نیروی لزجت به نیروی سطحی می باشد،برای تصحیح منحنی های تراوائی نسبی استفاده می شود،بدین ترتیب با بکار بردن رابطه تجربی جدید در شبیه سازها سرعت بازیافت میعانات نسبت به حالتی که فقط تاثیر کشش بین سطحی در نظر گرفته می شود افزایش قابل توجهی خواهد داشت. در ضمن در مخازن گاز میعانی برخلاف گاز خشک تاثیر منفی اینرسی (ضریب تلاطم) که بصورت ضریب پوسته تعریف می شود ثابت نبوده و تابعی از دبی می باشد. به منظور مطالعه پدیده مذکور در مقیاس مخزن،یک مخزن گاز میعانی از نوع مخازن ترکدار طبیعی واقع در میدان نار به عنوان نمونه انتخاب گردید. ابتدا سیال مخزن توسط یک معادله حالت مدلسازی گردید و سپس منحنی های تراوایی نسبی که صرفا برای مقادیر کشش بین سطحی تصحیح شده اند به دست آورده شد و در نهایت با استفاده از مدل نفت سیاه 100-Eclipse و تغییر در پارامترهای تطابق سعی شد که از اطلاعات دبی-افت فشار در آزمایش پس فشار انجام شده در یک چاه تطابق مناسبی گرفته شود. با استفاده از مدل تنظیم شده و تغییر در ضریب پوسته و شعاع ریزش چاه،از یکی از اطلاعات دبی-افت فشار مربوط به آزمایشهای انجام شده در سایر چاه ها تطابق گرفته شد و مشاهده گردید که در سایر دبی ها تطابق خوبی از فشار جریانی ته چاه بدست نیامد. بنابراین نتیجه گیری گردید که در مقیاس مخزن نیز انجام تصحیح تاثیر سرعت بر روی مدلهای شبیه ساز به منظور مدلسازی بهتر جریان سیالات در مخازن گاز میعانی ضروری به نظر می رسد.

انتقال حرارت پایدار در مخزن مجهز به همزن مکانیکی برای مخلوط سه فازی جامد-مایع-گاز مورد بررسی قرار میگیرد. مخزن استوانه ای با کف تخت،مجهز به چهار تیغه غیر استاندارد متقارن می باشد و به منظور سرمایش مخلوط داخل مخزن از یک جداره ساده استفاده میشود. برای اختلاط موثر مخلوط سه فازی، یک همزن توربینی چهار تیغه ای زاویه ای بکار گرفته می شود. جهت چرخش همزن طوری است که جریانی رو به بالا و در جهت محور مخزن ایجاد می کند. مواد ماسه،آب و هوا به ترتیب به عنوان فاز جامد،مایع و گاز انتخاب شده اند.فاز گازی از یک پخش کننده حلقه ای که در پایین و در فاصله ای دور از همزن قرار گرفته است به داخل دو فازی جامد-مایع وارد می شود. به منظور مشاهده اثرات تغییرات سرعت چرخشی همزن بر ضریب انتقال حرارت مقادیر سرعت همزن800،1000و 1400 دور بر دقیقه در نظر گرفته شده است. با توجه به تاثیر بسزای حضور ذرات جامد بر هیدرودینامیک اختلاط اثرات تغییرات قطر و میزان غلظت ذرات جامد بر ضریب انتقال حرارت در اندازه های 1/0، 2/0 و 4/0 میلیمتر و در درصدهای جرمی 14/2، 6/6 و 3/10 از ذرات جامد مورد آزمایش قرار گرفته است. حضور فاز گازی در مخلوط دو فازی جامد –مایع و نقش آن بر ضریب انتقال حرارت مخلوط سه فازی توسط تغییرات عدد جریان(Nd3/Qg) که گستره آن بین 008/0 تا 02/0 است مورد بررسی واقع شده است.

در این مقاله اثر نسب هوا به گازهای قابل احتراق،شبیه گاز اگزوز خودروهای بنزینی،روی عملکرد اکسید فلزی نیمه هادی پایه دی اکسید قلع در دماهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. گازهای قابل احتراق ترکیبات مختلفی از گاز مونوکسید کربن و اتان در هلیم بوده و با هوا مخلوط گردیده است. این بررسی ها برای گاز مونوکسید کربن در هوا در محدوده دمایی C°400-300 وبرای اتان در هوا در محدوده دمایی بالاتر C°460-400 انجام شد.با تغییر نسبت هوا به گاز قابل احتراق مقاومت سنسور بصورت منحنی های بشکل S تغییر میکند که دارای سه ناحیه مقاومت کم،انتقالی و مقاومت زیاد می باشد. محدوده تغییرات مقاومت انتقالی(از مقاومت کم به زیاد) بسته به دما ونوع گاز از ده تا هزار مرتبه می باشد. همچنین ناحیه انتقالی این منحنی ها برای ترکیب گاز CO در هوا بالاتر وبرای ترکیب گازC2H6 در هوا پایین تر از نسبت استوکیومتری مربوطه اتفاق می افتد. با افزایش دما تغییرات مقاومت شدیدتر میشود. همچنین با قرار دادن یک محفظه احتراق کاتالیستی قبل از سنسور شیب منحنی S شکل در ناحیه انتقالی زیادتر شده و این انتقال در حدود نسبت استوکیومتری رخ می دهد.

تولید نسبتا بالای برنج در کشور،سبب جمع آوری مقدار زیادی سبوس برنج می گردد. این واقعیت سبب شدتا تحقیقاتی بر روی موارد استفاده سبوس برنج در ایران انجام شود. در این تحقیق تولید ماده ضدکف از پوسته و سبوس برنج ایرانی در مقیاس پنج مورد بررسی قرار گرفت.برای این منظور ابتدا روغن خام سبوس برنج با استفاده از یک دستگاه اتوماتیک عصاره گیر استخراج گردید و از نرمال هگزان به عنوان حلال مناسب استفاده شد و سپس با استفاده از دستگاه تبخیر در خلاء دوار از روغن خام حلال زدایی گردید. آنالیز انجام شده بر روی روغن نشان داد که درصد اسید اولئیک بیشتر از دیگر اسیدهای چرب می باشد و میزان آن 5/63 درصد است. مواد مومی روغن خام سبوس برنج بوسیله عمل سرماسازی در دمای 18 سانتیگراد و سپس با استفاده از دستگاه سانتریفوژ جداشد. لجن مومی تهیه شده شامل 68 درصد اسیدهای چرب آزادو32 درصد موم بود در حالی که فاز روغن شامل 64 درصد اسید چرب و 35 درصد گلیسیرید بود. روغن بدون موم به عنوان یک عامل ضد کف برای محیط آبی مورد ارزیابی قرار گرفت و با اسید اولئیک مقایسه شد. براساس یافته ها و نتایج ما، توانایی و قدرت ضد کف کنندگی روغن بدون موم سبوس برنج برابر و یا بیشتر از اسید اولئیک است.

ارزیابی توان هیدروکربن زائی سازندها با استفاده از روش? logR (روشی براساس جدایی بین نمودار درون چاهی تخلخل (DT/CNL/RHOB)ونمودار درون چاهی مقاومت ویژه(R)امروزه به عنوان روشی مناسب در بسیاری از چاه های مشهور جهان به کار برده شده است. این روش توسط پسی و همکارانش(Passey et al.، 1990) برای پیش بینی غنی شدگی آلی سنگ های مادر ارائه شده و میتواند برای محدوده وسیعی از درجه بلوغ صحیح باشد. اساس این روش از بر هم نهی نمودارهای درون چاهی تخلخل(صوتی،نوترون،چگالی)مقیاس بندی شده بر روی نمودار درون چاهی مقاومت ویژه و تعیین مقدار جدایی بین این دو نمودار و محاسبه مقدار کل کربن آلی (TOC) و (S2) (مقدار هیدروکربن(نفت و گاز) آزاد شده در طی فرایند پیرولیز در دستگاه راک اوال(ROCK-EVAL) برحسب (mgHC/g) (ROCK) می باشد. با این روش میتوان در مراحل اکتشاف ارزیابی نسبی مناسبی از سازندها را بدون تهیه نمونه به دست آورد. در این مطالعه مناطق غنی شدگی آلی سازند کشف رود در چاه های 16 و 30 واقع در تاقدیس خانگیران (کپه داغ) با استفاده از روش? logR مورد بررسی قرار گرفته و برای چاه خانگیران 30 نتایج حاصل از این بررسی با داده های مربوط به نمونه های مغزه مقایسه شده اند.

در طرح توسعه نیروگاه مسجد سلیمان عملیات حفاری و آتشکاری به طور همزمان با کارهای مکانیکی و الکتریکی فاز یک انجام میشود. برای جلوگیری از آسیب دیدن سازه ها و تجهیزات نیروگاه فاز یک در اثر انفجارات انجام شده در طرح توسعه نیروگاه لازم است میزان لرزش ناشی از این انفجارات پیش بینی شود تا بتوان با توجه به حد مجاز لرزش،عملیات آتشکاری را به نحو مناسبی طراحی کرد. در این مقاله پیش بینی حداکثر سرعت ذرات توسط روابط تجربی و شبکه عصبی و براساس دو عامل فاصله از محل انفجار و مقدار ماده منفجره مصرفی به ازای هر تاخیر انجام شده است. نتایج نشان داد که پنج مدل تجربی پاسخ های تقریبا مشابهی ارائه می کنند اما شبکه عصبی علاوه بر خطای کمتر نسبت به روابط تجربی،به دلیل غیرخطی بودن،انعطاف پذیری زیاد و همچنین امکان حذف واضافه نمودن هر تعداد از عوامل موثر بدون نیاز به کار گسترده،قابلیت های بسیار بیشتری نسبت به روابط تجربی دارد. با توجه به جمیع جهات پیشنهاد می شود برای پیش بینی میزان لرزش ناشی از انفجار از شبکه های عصبی استفاده شود. بررسی ها نشان میدهد که میزان لرزش های اندازه گیری شده در حفریات فاز یک سد مسجدسلیمان در اثر آتشکاری در طرح توسعه سد، مقادیر کوچکی نسبت به حد مجاز لرزش داشته و با توجه به استانداردهای موجود،هیچگونه خطری ایجاد نمی کند.

کانی پیروتیت مهمترین باطله موجود در معادن نیکل سولفیدی است که حضور آن در کانسنگ علاوه بر ایجاد اختلال در مدار پرعیار سازی بروش فلوتاسیون،در کوره ذوب نیز باعث تصاعد مقادیر زیادی گاز so2 می شود که باعث آلودگی زیست محیطی است. در این مقاله فلوتاسیون ریز مقیاس این کانی با استفاده از یک سلول هالیموند اصلاح شده و بکارگیری دو نمونه آزمایشگاهی خالص مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین برای مطالعه اثر ناخالصی ها،یک نمونه طبیعی از ناحیه معدنی سادبوری کانادا تهیه و مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاصل،حاکی از اثرات متفاوت پارامترهای موثر در فلوتاسیون مانند PH، غلظت سیانور سدیم، حضور سولفات مس در پالپ و اکسیداسیون بر این 3 نمونه میباشد. براساس این نتایج،باوجودیکه بکارگیری محیط قلیایی،اکسیداسیون شدید و یا سیانور سدیم، بعنوان بازدارنده پیروتیت،نتایج قابل قبولی در خصوص حذف موثر این کانی ارائه خواهند داد ولی بهر حال میزان تاثیر این پارامترها تابعی از سیستم تبلور و ناخالصی های همراه نمونه مورد آزمایش است. فلوتاسیون پیروتیت در PHقلیایی و در حالت مصرف 20 میلی گرم بر لیتر کلکتور منجر به بازیابی بین 20 الی 30 درصد برای انواع مختلف پیروتیت می شود. بکارگیری اکسیداسیون در همین PH بازیابی را در هر سه حالت بمقدار حدودا 10 درصد کاهش خواهد داد. از طرفی استفاده از سیانور سدیم بعنوان بازدارنده نیز بمیزان حداکثر 5 درصد باعث کاهش بازیابی میگردد. در حالت فعال سازی نمونه های پیروتیت با سولفات مس، کلیه نمونه ها رفتار نسبتا مشابهی از خود نشان میدهند.

برای تعیین نرخ حمل جامد و ثابت سنتیکی در ستونهای فلوتاسیون مدلهای مختلفی توسط محققین ارائه شده است. هر کدام از این مدلها تحت شرایط خاصی صحت پیدا میکند ونمیتوان برای آنها عمومیت در نظر گرفت.این مسئله در مورد مدلهای تجربی اهمیت بیشتری دارد. معضل دیگری که در مورد مدلهای تجربی مطرح می باشد، تفاوت زیاد آنها با مقادیری است که از راه آزمایش حاصل میشود. بنابراین برای بزرگ مقیاس کردن ستونهای فلوتاسیون که ثابت سنتیکی و ظرفیت حمل پارامترهای اصلی هستند،برآورد این مقادیر از طریق آزمایش ضروری خواهد بود. در کارخانه آزمایشی تغلیظ مس سرچشمه برای بزرگ مقیاس نمودن ستون فلوتاسیون نیمه صنعتی و طراحی ستون صنعتی برای مرحله شستشو در کارخانه فرآوری مولیبدنیت،نرخ حمل و ثابت سنتیکی از طریق آزمایشهای خاصی اندازه گیری شده است. مقدار ظرفیت حمل حاصله از آزمایشها با مقادیر بدست آمده از مدلها،یکسان نیست و برای تفاوت دو مقدار،دلایلی ارائه گردیده است.

در بررسی حاضر میزان متوسط تنش عمودی و افقی در لایه های غیر چسبنده راه و همچنین مقدار تنش در نقاط تماس بین سنگدانه ها در این لایه ها،اندازه گیری گردید. به این منظور از دستگاه ویژه ای به نام محفظه حلقوی،که به تازگی در دانشگاه چالمرز سوئد طراحی شده است، استفاده شد. برای اندازه گیری تنش در نقاط تماس سنگدانه ها نیز از فیلمهای حساس به فشار استفاده شده است. تاثیر اندازه ذرات بر نحوه توزیع تنش نیز با آزمایش 5 گروه مصالح با دامنه اندازه های مختلف،مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل نتایج آزمایشهای انجام شده با فیلمهای حساس نشان داد که در نمونه های ریز دانه تر تنشها به نحو یکنواخت تری توزیع می شوند. نتایج هم چنین نشان دهنده ایجاد تنشهای بسیار بالا در نقاط تماس بین سنگدانه ها، در اثر بارگذاری ناشی از عبور وسایل نقلیه،میباشد.اندازه ذرات نیز بر میزان تنش در نقاط تماس تاثیر می گذارند. به گونه ای که مقدار تنش در نقاط تماس ذرات درشت دانه تر به شدت افزایش می یابد.

یکی از ناخالصی های مهم در پودر سیلیس اکسید آهن است،که کیفیت محصول شیشه را به شدت کاهش میدهد. وجود اکسید آهن در سیلیس مصرفی صنعت شیشه نه تنها باعث ایجاد رنگهای نامطلوب در آن می گردد، بلکه تغییرات بیش از حد مجاز آن نیز اختلال در روند تولید را نیز بدنبال دارد. در این تحقیق سیلیس مصرفی در کارخانه استخراج و فرآوری مواد اولیه شیشه تاکستان که یکی از مهمترین تولید کنندگان پودر سیلیس در صنایع شیشه می باشد، با کاربرد روش های اسیدشوئی و جدایش مغناطیسی فرآوری شد. نمونه خوراک بامیزان اکسید آهن 082/0% ابتدا مورد مطالعه کانی شناسی قرار گرفت تا نحوه درگیری کانی های مختلف شناسایی گردد، و سپس تحت شرایط مختلفی پرعیار شد. پارامترهایی نظیر درصد جامد،زمان،دما،نوع اسید،میزان اسید و شدت میدان مغناطیسی بهینه سازی گردید و نهایتا تلفیق دو روش اسیدشویی و مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که در بهترین حالت محصولی با اکسید آهن 018/0% قابل دستیابی خواهد بود.