فهرست مطالب احد قائمی
-
در این مطالعه، مدل مبتنی بر هوش مصنوعی برای پیش بینی حلالیت تعادلی دی اکسیدکربن در سامانه حلال آمین (تری اتانول آمین + پیپرازین + آب) با هدف جذبدی اکسیدکربن ایجاد شده است. در مدل پرسپترون چندلایه، داده های حلالیت (بارگذاری دی اکسیدکربن در محلول آمین) به عنوان تابعی از فشار جزیی دی اکسیدکربن، دمای سامانه و ترکیب آمین بررسی شد. الگوریتم لونبرگ- مارکوارت پس انتشار برای پیش بینی فشار جزیی دی اکسیدکربن استفاده شد. نسبت نهایی آموزش، اعتبارسنجی و مجموعه داده های آزمایشی تقریبا 70:15:15 بود. ساختار بهینه پرسپترون چندلایه (MLP) در الگوریتم لونبرگ- مارکوارت برای فشار جزیی دی اکسیدکربن با 20 نورون در اولین لایه پنهان و 10 نورون در لایه پنهان دوم ایجاد شده است. ضریب همبستگی 995/0 بین نتایج تجربی و محاسبات شبکه عصبی مصنوعی وجود دارد که سازگاری عالی بین آن ها را نشان می دهد. بهترین عملکرد اعتبارسنجی 0043497/0 از دوره 13 بود. به طور کلی، نتایج نشان می دهد که مدل اعمال شده می تواند پیش بینی دقیقی از فشار جزیی و یا حلالیت برای شرایط مختلف عملیاتی ارایه دهد.کلید واژگان: شبکه عصبی مصنوعی, حلالیت دی اکسیدکربن, آمین های مخلوط, تری اتانول آمین, پیپرازین}In this study, we developed artificial neural network-based model for prediction of equilibrium solubility of carbon dioxide in the amine solvent system of (triethanolamine + piperazine + water) for the purpose of carbon dioxide uptake. In the MLP model, the solubility data (CO2 loading in the amine solution) were investigated as functions of CO2 partial pressure, system temperature, and amine composition. The Levenberg–Marquardt back-propagation (LMP) algorithm was used to predict the partial pressure of carbon dioxide. The final ratio of training, validation, and test datasets was approximately 70:15:15. The optimum multilayer perceptron (MLP) structure in Levenberg-Marquardt algorithm for CO2 partial pressure is created with 20 neurons in the first hidden layer and 10 neurons in the second hidden layer. There was a 0.99546 correlation coefficient between the experimental results and the artificial neural network (ANN) calculations, demonstrating excellent compatibility between them. The best validation performance was 0.0043497 from epoch 13. In general, the results show that the applied model can provide an accurate prediction of partial pressure or solubility for different operating conditions.Keywords: Artificial Neural Network, Solubility of carbon dioxide, Blended amines, Triethanolamine, Piperazine}
-
در این مطالعه، شار انتقال جرم کربن دیاکسید در فرایند جذب واکنش دار توسط سه محلول متیل دیاتانول آمین (MDEA)، مونواتانول آمین (MEA) و پیپرازین (PZ) با استفاده از مدل نظریه فیلمی و حل هم زمان همه معادلههای حاکم مدل سازی شده است. تغییرهای غلظت همه اجزا در طول فیلم و شار انتقال جرم با در نظر گرفتن جابه جایی فیلم و بدون جابه جایی آن محاسبه شده و مقدارهای پیشبینی شده با داده های تجربی فرایند جذب کربن دیاکسید در محلولهای مورد نظر مقایسه شده است. در مدل ارایه شده اثر پارامترهای بدون بعد شامل پارامتر تبدیل فیلم و بارگذاری و همچنین، میزان تاثیر واکنش، نفوذ، سرعت فیلم و نفوذ گردابهها بر شار انتقال جرم نیز بررسی شد. میزان انحراف از دادههای تجربی برای شار انتقال جرم با محاسبه متوسط خطای نسبی، برای محلول پیپرازین حدود 30/5 درصد، برای محلول MEA برابر با 24/8 درصد و برای MDEA برابر با 56/6 درصد به دست آمد. با در نظر گرفتن جابه جایی فیلم، میزان شار انتقال جرم تحت تاثیر قرار گرفت و میزان خطا کاهش یافت. برای محلول PZ حدود 1/0 درصد و برای محلولهای MEA و MDEA به ترتیب حدود 6/0 و 1/1 درصد کاهش خطا مشاهده شد. همچنین نتیجهها نشان میدهد میزان تاثیر واکنش و نفوذ بر شار انتقال جرم به طور میانگین بیش تر از 35 درصد نسبت به تاثیر سرعت فیلم و نفوذ گردابهها است.
کلید واژگان: جذب واکنش دار CO2, شار انتقال جرم, مدل سازی فیلمی, محلول آمین, سرعت فیلم}In the present study, carbon dioxide mass transfer flux in the reactive absorption process was modeled by three solutions of methyldiethanolamine (MDEA), monoethanolamine (MEA), and piperazine (PZ) using the film theory model and all governing equations solved simultaneously. The effects of all components' concentration during film and mass transfer flux with and without film displacement were investigated and predicted values were compared with experimental data of the carbon dioxide absorption process in the desired solutions. The influence of various dimensionless parameters including film and loading parameters as well as the effects of reaction, diffusion, film velocity, and eddy on mass transfer in the proposed model has been studied. The deviations were calculated from the experimental data for the mass transfer flux by calculating the average relative deviation (ARD). The values of ARD were obtained at about 5.30%, 8.24%, and 6.56% for PZ, MEA, and MDEA solutions respectively. Moreover, based on the film displacement, the mass transfer flux was affected and the average relative deviations decreased. For PZ solution, 0.1% and for MEA and MDEA solutions, 0.6% and 1.1% error reductions were observed, respectively. Furthermore, the results show that the effects of reaction and diffusion on the mass transfer flux are on average more than 35% than the effects of film velocity and eddy influence.
Keywords: CO2 reactive-absorption, Mass transfer flux, Film modeling, Amine solution, Film velocity} -
مس (II) یکی از آلاینده هایی است که در فاضلاب تولیدی بسیاری از صنایع وجود دارد. طبق گفته سازمان جهانی بهداشت (WHO)، غلظت آن باید کمتر از 2 میلی گرم در لیتر باشد. در این تحقیق از سرباره فسفر (PS) و سرباره کوره بلند دانه بندی شده زمینی (GGBFS) به عنوان ضایعات صنعتی با خواص فراوان و کم هزینه برای حذف مس (II) استفاده شده است. اثرات سرعت چرخش شیکر، غلظت اولیه مس (II)، و مقدار جاذب بر روی فرآیند جذب بررسی شده است. ظرفیت جذب با سرعت تکان دادن 150 دور در دقیقه، غلظت اولیه 50 میلی گرم در لیتر، 0.2 گرم GGBFS در 0.03 لیتر و 0.5 گرم PS در 0.03 لیتر به حداکثر رسید. در دماهای مختلف، مقادیر پارامترهای ترمودینامیکی با اندازهگیری دادههای تعادلی محاسبه شد. نتایج نشان داد که فرآیند جذب با استفاده از جاذبهای GGBFS و PS گرمازا بود. داده های تجربی جذب Cu (II) توسط GGBFS و PS به ترتیب با مدل های ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ به خوبی برازش داده شدند. حداکثر ظرفیت جذب برای GGBFS و PS به ترتیب 156.30 و 151.52 میلی گرم بر گرم به دست آمد. همچنین، مدلسازی جنبشی نشان داد که فرآیند جذب با استفاده از هر دو جاذب در کمتر از 5 دقیقه به حالت تعادل میرسد.
کلید واژگان: سرباره فسفر, سرباره GGBF Cu (II), جاذب کم هزینه, میزان لرزش}Cu(II) is one of the pollutants that exist in the produced wastewater by many industries. According to the World Health Organization (WHO), its concentration should be less than 2 mg/L. In this study, Phosphorus Slag (PS) and Ground Granulated Blast-Furnace Slag (GGBFS) as industrial wastes with the properties of abundant and low cost are used to remove Cu(II). The effects of the shaker rotation rate, initial concentration of Cu(II), and amount of adsorbent on the adsorption process are investigated. The adsorption capacity was maximized at a shaking rate of 150 rpm, initial concentration of 50 mg/L, 0.2 g GGBFS per 0.03 liter, and 0.5 g PS per 0.03 liter. At various temperatures, the values of thermodynamic parameters were calculated by measuring the equilibrium data. The results showed that the adsorption process was exothermic using both GGBFS and PS adsorbents. The experimental data of Cu(II) adsorption by GGBFS and PS was fitted well by Langmuir and Freundlich isotherm models, respectively. The maximum adsorption capacity was obtained 156.30 and 151.52 mg/g for GGBFS and PS, respectively. Also, the kinetic modeling indicated that the adsorption process is achieved to the equilibrium state using both adsorbents at less than 5 min.
Keywords: Phosphorus slag, GGBF slag, Cu(II), Low-cost adsorbent, Shaking rate} -
در این پژوهش ماندگی فاز گاز در یک راکتور ستون حبابی گاز مایع همزن دار به طور تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. برای انجام آزمایش های تجربی از یک ستون حبابی همزن دار به ارتفاع 54 سانتی متر و قطر 4/10 سانتی متر استفاده شد. سامانه های مورد مطالعه شامل آب هوا، گازوییل هوا و روغن موتور بهران هوا بودند. آزمایش ها در بازه دور 400-50 دور بر دقیقه همزن انجام شده است. براساس مدل پای باگینگهام یک مدل نیمه تجربی برای ماندگی فاز گاز ارایه شد. نتیجه ها نشان داد با افزایش گرانروی از 001/0 به 0136/ ماندگی گاز به علت چسبندگی بالای حباب ها در گرانروی بالا و همچنین بزرگ ترشدن اندازه حباب ها در خروجی از توزیع کننده از 041/0 به 033/0 کاهش می یابد. در بین سامانه های انتخاب شده بیش ترین مقدار ماندگی فاز گاز برای سامانه گازوییل هوا به دست آمد. همچنین نتیجه ها نشان داد که در مواد با گرانروی پایین کاهش ماندگی فاز گاز به دلیل ایجاد حرکت گرداب ه ای مایع و کانالیزه شدن هوا توسط همزن می باشد. بهترین دور همزن برای افزایش ماندگی فاز گاز در آب و گازوییل 150 دور بر دقیقه و در روغن موتور بهران در 400 دور بر دقیقه به دست آمد.
کلید واژگان: ستون حبابی, ماندگی فاز گاز, گرانروی, کشش سطحی, همزن}In this study, gas phase holdup in a gas-liquid bubble column reactor was experimentally studied. To conduct experiments, a bubble column with a height of 54 cm and a diameter of 10.4 cm was applied. The studied systems include water-air, Gasoline-air, and Behran oil-air. Experiments were carried out in the range of 400-50 rpm agitator. Based on the Buckingham π theorem, a semi-experimental model for gas phase holdup was presented. The results showed that with increasing viscosity from 0.001 to 0.0136 gas phase holdup loss due to high adhesion of bubbles at high viscosity and also the increase of bubble size at the output from the distributor decreases from 0.41 to 0.333. Among the selected systems, the gas phase holdup of the gas-air system was maximized. The results also showed that in materials with low viscosity, the gas phase reduction was due to the formation of liquid vortex movement and air canalization by the agitator. The best agitator speed to increase the gas phase holdup at water and oil are 150 and 400 rpm, respectively.
Keywords: Bubble column, gas phase holdup, Viscosity, Surface tension, agitator} -
پلیمرهای با اتصال های عرضی زیاد (HCPs) از انواع پلیمرهای میکرو متخلخل با اندازه روزنه هایی در حدود نانومتر هستند که به منظور جذب سطحی و ذخیره سازی کربن دی اکسید بسیار مورد توجه می باشد. در این پژوهش با استفاده از جاذب های HCP بر پایه بنزن که بر اساس واکنش فریدل کرافتس سنتز شدند به بررسی تجربی جذب سطحی گاز کربن دی اکسید پرداخته شد. روش سطح پاسخ به منظور بهینه سازی پارامترهای فرایندی و ساختاری برای افزایش ظرفیت جذب سطحی کربن دی اکسید استفاده شد. فشار و دما به عنوان پارامترهای فرایندی و نسبت اتصال دهنده عرضی به بنزن و زمان سنتز به عنوان پارامترهای ساختاری جاذب و ظرفیت جذب سطحی هم به عنوان پاسخ در نظرگرفته شده است. مقدارهای بهینه فشار، دما، نسبت اتصال دهنده عرضی به بنزن و زمان سنتز که باعث بیشینه کردن ظرفیت جذب سطحی می شوند به ترتیب 9/5 بار، °C21، 2/2 و 5/14 ساعت می باشند. بر اساس این مقدارها، ظرفیت جذب سطحی کربن دی اکسید بر پایه بنزن mg/g 5/244 به دست آمد.کلید واژگان: جذب سطحی, کربن دی اکسید, پلیمرهای با اتصال های عرضی زیاد, بهینه سازی}Hyperlinked polymers (HCPs) are one of a variety of microporous polymers with a pore size of about nm, which is very important for the capture and storage of carbon dioxide. In this work, benzene-based HCP adsorbents synthesized on the basis of the Friedl-Kraft reaction have been investigated experimentally for the capture of carbon dioxide. The surface-response method was used to optimize process parameters to increase the carbon dioxide absorption capacity. The pressure, temperature, Kraselinker to benzene ratio, and synthesis time as process parameters and absorption capacity are also considered as the response of this method. The optimal values of pressure, temperature, Kraselinker to benzene ratio, and synthesis time, which maximize absorption capacity, are 5.857 bar, 21.331 ° C, 2.189, and 14.357 h, respectively. According to the optimum condition, the absorption capacity of carbon dioxide was calculated as 244.43 mg/g of adsorbent.Keywords: Adsorption, CO2, Hyperlinked polymers, Optimization}
-
در این پژوهش برای افزایش شدت جذب سطحی گاز کربن دی اکسید، جاذب های کربن فعال و آلومینای فعال با محلول های سدیم هیدروکسید و پتاسیم هیدروکسید اصلاح یافتند. تاثیر پارامترهای گوناگون عملیاتی از جمله مقدار جاذب، غلظت محلول هیدروکسیدی، دما و فشار بر فرایند جذب سطحی بررسی شد. نتیجه های آزمایش های جذب نشان داد که با کاهش دما و افزایش فشار، ظرفیت جذب گاز کربن دی اکسید افزایش می یابد و شرایط بهینه جذب کربن دی اکسید مربوط به دمای 20 درجه سلسیوس، فشار 6 بار، مقدار 2 گرم جاذب و غلظت 30 درصد وزنی سدیم هیدروکسید و پتاسیم هیدروکسید می باشد. دراین شرایط عملیاتی، ظرفیت جذب کربن دی اکسید برای کربن فعال اصلاح شده با محلول های هیدروکسیدی سدیم و پتاسیم به ترتیب برابر با 32/104 و 00/84 میلی گرم بر گرم جاذب به دست آمد که نشان دهنده افزایش 83 و 48 درصدی کربن فعال اصلاح یافته در مقایسه با کربن فعال اصلاح نیافته می باشد. این در حالی است که ظرفیت جذب کربن دی اکسید برای آلومینای فعال اصلاح شده با محلول های هیدروکسیدی سدیم و پتاسیم به ترتیب برابر با 70/146 و 84/130 میلی گرم بر گرم جاذب به دست آمد که نشان دهنده افزایش 65 و 47 درصدی آلومیناهای فعال اصلاح یافته در مقایسه با آلومینای فعال اصلاح نیافته می باشد. در حالت کلی جاذب آلومینای فعال اصلاح یافته در مقایسه با کربن فعال اصلاح یافته دارای ظرفیت جذب کربن دی اکسید بالاتری می باشد.
کلید واژگان: جذب شیمیایی, کربن دی اکسید, سدیم هیدروکسید, پتاسیم هیدروکسید, کربن فعال, آلومینای فعال}In the present study, active carbon and active alumina adsorbents were improved using sodium hydroxide and potassium hydroxide solutions in order to increase the absorption of carbon dioxide. The effect of different operating parameters including the amount of adsorbent, concentration of hydroxide solution, temperature, and pressure on the adsorption process were investigated. The results of the adsorption experiments showed that the carbon dioxide absorption capacity increases by decreasing the temperature and increasing the pressure. The optimum conditions were 20 ° C, 6 bar, 2 g of adsorbent with 30% weight sodium hydroxide and potassium hydroxide. The maximum carbon dioxide absorption capacity for activated carbon modified with sodium hydroxide and potassium hydroxide solutions were 104.42 mg/g and 84.8 mg/g, respectively, which indicates 83 and 48 percent increase for modified activated carbon in comparison with unmodified ones. The carbon dioxide absorption capacity for activated alumina modified with sodium hydroxide and potassium hydroxide solutions were 146.70 and 130.84 mg/g, respectively, which indicates 47 and 65 percent increase for modified activated carbon in comparison with unmodified ones. As a result, generally, the modified activated alumina adsorbent revealed higher carbon dioxide absorption capacity carbon in comparison with the modified activated carbon.
Keywords: chemical adsorption, CO2, NaOH, KOH, Activated Carbon, Activated Alumina} -
با افزایش نشر گازهای اسیدی و لزوم حذف گاز کربن دی اکسید یکی از گازهای اسیدی با نشر فزاینده، نانو سیالات به عنوان سیالاتی با قابلیت انتقال جرم بالا برای بهبود جذب گاز پیشنهاد و موردمطالعه قرار گرفت. در این پژوهش نانو سیال آب آلومینیوم هیدروکسید که از نانوذره های آب دوست با قابلیت بهبود پایداری نانو سیال تشکیل شده اند استفاده و با بررسی اثر بارگذاری نانوذره ها بر بهبود جذب، افزایش و سپس کاهش جذب دیده شد. برای توجیه بهبود ایجاد شده، از مکانیسم های اثر براونی، شاتل و هیدرودینامیک و برای توجیه افت روی داده از اثر افزایش گرانروی نانو سیال استفاده شد و با توجه به ویژگی های سطحی نانوذره مورداستفاده، اثربخشی مکانیسم های بهبوددهنده تفکیک و اثبات شد. با انتخاب مقدارهای بهینه برای مدل سطح پاسخ با در نظرگیری آنالیز حساسیت نسب به درصد بارگذاری ذره ها، اثر فشار، دور همزن و درصد بارگذاری دربازه های دقیق تر مطالعه و نتیجه ها نشانگر تاثیرگذاری منفی پارامتر فشار، و تاثیر افزایشی و سپس کاهش پارامتر شدت هم زدن و درصد بارگذاری می باشد به طوری که مقدار بیشینه فاکتور بهبود جذب در مقدار 012/39 درصدی به دست آمد.کلید واژگان: جذب, نانو سیال, آلومینیوم هیدروکسید, انتقال جرم}According to the greenhouse gas emission and the importance of CO2 capture as one of the most important greenhouse gases with extreme emission, nanofluids have been suggested and studied as fluids with higher mass transfer coefficients in order to enhance gas absorption. In this study, water-Al(OH)3 nanofluid which is made by dispersing hydrophilic nanoparticles capable of enhancing nanofluids stability are used and investigated by enhancing the nanoparticles' solid loading. This enhancement increases and decreases mass transfer which is assumed to be a reason for Brownian motion, Shuttle effect, and hydrodynamic effect as enhancers and viscous effects as the reducer. Selecting the optimum values by considering nanoparticles solid loadings effect on enhancement’s case study, pressure, mixing index and solid loading’s effects have been studied in detail and results represent the negative effect of pressure and enhancing and then reducing the effect of mixing index and solid loading on absorption as the maximum enhancement factor reaches the 39.012 value.Keywords: Absorption, nanofluid, Al(OH)3, Mass transfer}
-
فناوری جذب شیمیایی به طورگسترده در صنعت، برای حذف کربن دی اکسید از گاز احتراق و همچنین شیرین سازی گاز طبیعی مورد استفاده قرار می گیرد. برای رشد این روش، توسعه و شناسایی جاذب های بهینه به منظور جذب بیش تر و کاهش انرژی جذب، لازم می باشد. محلول های آبی هیدروکسیدهای فلزهای قلیایی به دلیل نیاز به انرژی پایین و سازگاریشان با محیط زیست در مقایسه با جاذب های آمینی، مورد توجه پژوهشگران قراردارند. در این پژوهش از پتاسیم هیدروکسید برای جذب کربن دی اکسید استفاده شد. در آزمایش های جذب تاثیر دور همزن و دما بر روی میزان جذب کربن دی اکسید توسط محلول آبی پتاسیم هیدروکسید در یک راکتور هم زن دار مورد مطالعه قرارگرفت. نتیجه ها نشان داد که با افزایش دور همزن از rpm50 تا rpm150 میزان بارگیری، درصد جذب و شار انتقال جرم کربن دی اکسید به ترتیب 33%، 32% و 36% افزایش می یابند ولی افزایش دور همزن بیش از این مقدار تاثیری بر میزان جذب نخواهد داشت. افزایش دما نیز در بازه ی ºC22-65 با فشار 6 بار، غلظت 2/1 مول بر لیتر و دور همزن rpm150 انجام شد و دیده شد که افزایش دما تا نیمه های فرایند جذب باعث افزایش بارگیری، درصد جذب و شار جذب کربن دی اکسید شد ولی میزان تعادلی این پارامترها با افزایش دما به میزان کمی کاهش یافت. در واقع با افزایش دما از ºC 22 به ºC 65 میزان بارگیری، درصد جذب و شار انتقال جرم تعادلی به ترتیب 15%، 2/4% و 13% کاهش یافتند.کلید واژگان: جذب شیمیایی, کربن دی اکسید, پتاسیم هیدروکسید, دور همزن, دما}The chemical absorption technology is widely used in the industry to remove carbon dioxide post-combustion. It is necessary to develop and identify optimal chemical solutions to absorb more and reduce the absorption energy. The aqueous solutions of alkali metal hydroxides are considered by the researchers due to their low energy requirement and their compatibility with the environment in comparison with amine absorbers. In this research, hydroxide solutions, especially potassium hydroxide, have been used to absorb carbon dioxide. In absorption experiments, the effect of stirring and temperature on the absorption of carbon dioxide by aqueous hydroxide potassium in a laboratory-scale reactor has been studied. The results showed that with increasing stirring of the mixer from 50rpm to 150 rpm, the loading, absorption, and mass transfer flux of carbon dioxide increased 33%, 32%, and 36 respectively but the increase in the agitator over this amount would not have an effect on the absorption rate. The temperature increase was carried out in the range of 25-65°C with a 6 bar pressure, a concentration of 1.5 mol/L, and a stirring speed of 150 rpm. It was observed that increasing the temperature to half the absorption process increased the loading, absorption rate, and absorption flux of carbon dioxide, but the equilibrium parameters decreased slightly with increasing temperature. In fact, with temperature increasing from 22°C to 65°C, the equilibrium loading, adsorption rate and absorption flux of carbon dioxide decreased 15%, 2.4%, and 13%, respectively.Keywords: Chemical absorption, Carbon dioxide, Potassium hydroxide, Stirrer Speed, Temperature}
-
مجله مهندسی متالورژی، پیاپی 80 (زمستان 1399)، صص 296 -318
هدف از این تحقیق مطالعه و بررسی استخراج اورانیوم از یک پسماند جامد با استفاده از فرآیند تبادل یون توسط رزین می باشد. بدین منظور پسماند جامد راکتور فلوریناسیون انتخاب گردید. جهت بازیابی اورانیوم از پسماند جامد از اسیدسولفوریک به عنوان حلال و سپس رزین آمبرلایت IRA-910 جهت جذب نهایی در فرآیند تبادل یون استفاده گردید. نتایج نشان داد که اورانیوم با بازدهی 80 تا 90 درصد توسط این رزین جذب گردید. جرم بهینه رزین برای جذب از محیط اسیدسولفوریک با غلظت های اولیه اورانیوم 180، 270 و 450 میلی گرم بر لیتر، به ترتیب 15/0، 3/0 و 5/0 گرم به دست آمد. اثر غلظت اولیه اورانیوم، زمان تماس و دما بر جذب مورد بررسی قرار گرفت. زمان تماس بهینه 2 ساعت به دست آمد. پارامترهای ترمودینامیکی تغییر آنتالپی، انتروپی و تغییر انرژی گیبس، برای غلظت اولیه اورانیوم 370 میلی گرم بر لیتر محاسبه گردید. داده های تجربی برای غلظت اولیه اورانیوم 185 میلی گرم بر لیتر و غلظت اسیدسولفوریک 09/0 و 02/0 مولار تطابق بسیار خوبی با ایزوترم جذب فروندلیچ دارند. پارامترهای سینتیکی جذب اورانیوم از محلول پسماند لیچ شده بر روی رزین IRA-910 برای سینتیک جذب لاگرانژ و نیز سینتیک شبه درجه دو محاسبه گردید.
کلید واژگان: اورانیوم, پسماند, رزین, جذب, آمبرلایت IRA-910}Journal of Iranian Metallurgical and Materials Engineering Society, Volume:23 Issue: 80, 2021, PP 296 -318The extraction of uranium from a solid waste by using the resin ion exchange process is the subject of this study. For this purpose, the solid waste of the fluorination reactor was selected. In order to uranium recovery from this solid waste, sulfuric acid was used as a solvent and IRA-910 amberite resin was used for adsorption by ion exchange process. The results showed that uranium was adsorbed by this resin with 80-90 % efficiency. The optimum mass of resin for adsorption from sulfuric acid medium with initial concentrations of 180, 270 and 450 mg / l uranium were 0.15, 0.3 and 0.5 g, respectively. The effect of uranium initial concentration, contact time and temperature on adsorption was investigated. The optimum contact time was 2 hours. The thermodynamic parameters of enthalpy change, entropy, and Gibbs energy change for the initial uranium concentration of 370 mg / l were calculated and it was determined that this process is endothermic. Experimental data for the initial uranium concentration of 185 mg / l and the sulfuric acid concentration of 0.09 and 0.02 M are in excellent agreement with the Freundlich isotherm absorption. The kinetic parameters of uranium uptake on IRA-910 for Lagergren and pseudo second order adsorption kinetics were calculated.
Keywords: Uranium, Waste, Resin, Adsorption, Amberlite IRA- 910} -
در این پژوهش جداسازی ذره های سیلیس، با استفاده از یک جداساز سیکلونی دارای دو ورودی خوراک و با بدنه دوار به طور تجربی مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام آزمایش های تجربی از یک دستگاه سیکلون آزمایشگاهی استفاده شد. در آزمایش های تجربی اثر پارامترهای عملیاتی شامل اندازه ذره ها در بازه 15 تا 40 میکرون، شدت جریان هوا 30 تا 70 مترمکعب و سرعت دوران بدنه سیکلون از صفر تا 1900 دور بر دقیقه بر بازده سیکلون مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه های تجربی نشان داد بزرگ تر شدن ذره ها حدود 1تا 2% ، افزایش شدت جریان حدود 3 تا %5 و افزایش سرعت بدنه حدود 10 تا %13 منجر به بهبود بازده سیکلون می شود. همچنین نتیجه ها نشان داد که دوران بدنه در جهت وارون جریان ورودی حدود 48 درصد از بازده سیکلون می کاهد. افت فشار سیکلون در حال دوران نشان داد این عدد در حالت دوار بیش تر از حالت ثابت بدنه می باشد ولی توزیع یکنواخت فشار باعث می شود تا اثر افت فشار روی بازده محسوس نباشد. نتیجه های آزمایشگاهی همچنین نشان می دهد افزایش شدت جریان و سرعت دوران بدنه سیکلون منجر به افزایش سرعت مماسی و در نتیجه افزایش نیروی گریز مرکز شده که نتیجه آن افزایش بازده سیکلون است.کلید واژگان: ذره های سیلیس, سیکلون, بدنه دوار, بازده, سرعت دوران, سرعت هوا}In this research, the separation of silica particles was experimentally investigated using a cyclonic separator with two feed inlets and a rotating body. Experimental experiments were performed using a laboratory-scale cyclone. In the experiments, the effect of operating parameters including particle size ranging from 15 to 40 microns, air velocity of 30 to 70 cubic meters, and cyclone body velocity from zero to 1900 rpm on cyclone efficiency were evaluated. Experimental results showed that the particles grew by about 1 to 2%, an increase of about 3% by 5% and an increase in the body velocity of about 10% by 13% resulted in improved cyclone efficiency. The results also showed that the body time in the direction of the flow of the input stream would reduce about 48% of the cyclone efficiency. The cyclone pressure drop during the period indicated that this number is more in a rotary state than the steady state of the body, but the uniform distribution of pressure does not cause the effect of the pressure drop on the tangible efficiency. The experimental results also show that increasing the discharge and the speed of the cyclone body increases the tangential velocity and, as a result, increases the centrifugal force, which results in increased cyclone efficiency.Keywords: Silica Particles, cyclone, Rotating Body, Efficiency, Speed, Air Velocity}
-
در این پژوهش فرایند نمک زدایی و حذف آب از نفت خام توسط فراصوت در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. اثر پارامترهای عملیاتی شامل قدرت تابش و زمان فراصوت ، دما و میزان تزریق تعلیق شکن بر راندمان حذف نمک و آب بررسی شده است. نتیجه ها نشان داد که با به کار بردن امواج فراصوت مقدار نمک نفت خام اهواز 1 با تزریق ppm 40 تعلیق شکن از 471 میلی گرم بر لیتر به 18/76 میلی گرم بر لیتر کاهش یافته و مقدار آب از 19/9 درصد به 1/1 درصد کاهش یافته است که میزان نمک زدایی 38/83% و میزان آب گیری 03/88% بوده است. مقدار نمک نفت خام اهواز 4 با تزریق ppm 30 تعلیق شکن از 353 میلی گرم بر لیتر به 2/49 میلی گرم بر لیتر کاهش یافته و مقدار آب از 36/11 درصد به 2 درصد کاهش یافته است که میزان نمک زدایی 06/86% و میزان آب گیری 4/82% بوده است. این نتیجه ها در بالاترین دمای آزمایش، 80 درجه سلسیوس و فرکانس 10 کیلو هرتز به دست آمد که با تقریب بسیار نزدیک به راندمان واحد، مصرف تعلیق شکن را به نصف کاهش داد. در شرایط عملیاتی دلخواه، نتیجه ها نشان می دهد که تابش فراصوت می تواند در نمک زدایی از نفت خام بر کاهش میزان مصرف تعلیق شکن و افزایش راندمان فرایند موثر باشد. هم چنین یافته های پژوهش نشان می دهد که روش ترکیبی فراصوت و تعلیق شکن بهترین روش به دنبال استفاده از تعلیق شکن می باشد.
کلید واژگان: نفت خام, پرتو فراصوت, تعلیق شکن, تعلیق آب در نفت, نمک زدایی}In this research, the process of desalting and water removal from crude oil by ultrasonic laboratory scale has been investigated. The effect of main parameters including ultrasonic radiation parameters, the input power of radiation, and radiation time, as well as functional parameters such as temperature and injection rate of emulsion breaker, have been investigated on the removal efficiency of salt and water. The results showed that using ultrasonic waves, the amount of Ahwaz crude oil decreased by 40 ppm emulsion breaker from 471 mg/L to 76.18 mg / l, and water content decreased from 9.19% to 1.1%. The rate of desalinization was 83.38% and the rate of dehydration was 88.03%. The amount of Ahwaz 4 crude oil was reduced by injection of 30 ppm emulsion breaker from 353 mg/L to 49.2 mg/L, and water content decreased from 11.36% to 2%, with a desalting rate of 86.06% and a water abstraction of 82.4% have been. These results were obtained at the highest test temperature of 80 °C and 10 KHz, which, with a near approximation to unit efficiency, reduced the use of the demulsifier. In optimal operating conditions, the results show that ultrasonic radiation can be effective in reducing the desalination of crude oil by reducing the amount of emulsion breaker and increasing process efficiency. Also, the results of the research show that the combination method of ultrasound and emulsion breaker is the best way to use emulsion breaker.
Keywords: Crude oil, ultrasound beam, suspender breaker, water emulsion in oil, Desaltingn} -
در این پژوهش جاذب های زیولیت x13 و آلومینای فعال برای افزایش شدت جذب کربن دی اکسید با محلول پیپرازین اصلاح یافتند. تاثیر شرایط گوناگون عملیاتی از جمله دما، فشار، مقدار جاذب، اندازه ذره ها و غلظت محلول پیپرازین بر فرایند جذب سطحی بررسی شد. نتیجه های آزمایش های جذب نشان داد که با افزایش فشار و کاهش دما، میزان جذب افزایش می یابد و بیش ترین میزان جذب کربن دی اکسید مربوط به دمای 25 درجه سلسیوس، فشار 8 بار، مقدار یک گرم جاذب، اندازه ذره ها 200 میکرون و غلظت 2 درصد وزنی پیپرازین می باشد. ظرفیت جذب برای آلومینای فعال از مقدار 516/166 به 008/222 میلی گرم بر گرم جاذب و برای زیولیت x13 از مقدار 844/193 به 084/242 میلی گرم بر گرم جاذب افزایش یافت. هم چنین در حالت کلی جاذب زیولیت x13 اصلاح یافته در مقایسه با آلومینای فعال اصلاح یافته دارای میزان جذب بالاتری می باشد ولی اصلاح سطح میزان جذب آلومینای فعال را بیش تر افزایش داده است. بنابراین، بر اساس نتیجه های این پژوهش، جاذب های اصلاح یافته با پیپرازین کارایی بالایی برای جذب کربن دی اکسید دارند.کلید واژگان: جذب سطحی, کربن دی اکسید, زئولیت, آلومینا, پیپرازین, اصلاح جاذب}In this research, zeolite and active alumina adsorbents were modified to increase the absorption of carbon dioxide using piperazine solution. The effect of different operating conditions including temperature, pressure, amount of adsorbent, particle size, and concentration of piperazine solution on the adsorption process were investigated. The results of the adsorption experiments showed that, with increasing pressure and decreasing temperature, the adsorption rate increased, and the highest amount of carbon dioxide absorption was at 25 ° C, 8 bar, 1 g of adsorbent, 200 micron particles, and 2% concentration weight is piperazine. Absorption capacity for active alumina increased from 166.516 to 222 mg/g, absorbent for zeolite 13X from 194.844 to 244.084 mg/g. In general, the modified 13X zeolite adsorbent has a higher absorbance compared to modified activated alumina, but it also increases the level of absorption of active alumina. Thus, according to the results of this study, modified adsorbents with piperazine have a good effect on carbon dioxide absorption. At high temperatures, it also increases the absorption rate of the absorbent material.Keywords: Adsorption, CO2, Zeolite, Alumina, Piperazine, Adsorbent improvement}
-
مجله مهندسی متالورژی، پیاپی 79 (پاییز 1399)، صص 182 -195
عناصر پرازیودیمیم (Pr) و نیودیمیم (Nd) جزو دسته عناصر نادر خاکی سبک هستند که به دلیل کاربردهای فراوان بسیار مورد توجه بوده اند. در این تحقیق استخراج پرازیودیمیم و نیودیمیم از محلول شبیه سازی لیچ آهن ربای نیودیمیم-آهن-بور با مخلوط سیانکس 272/کروزن مدل سازی تجربی و بهینه سازی گردید. برای مدل سازی تجربی فرآیند، از روش سطح پاسخ بر مبنای طرح مرکب مرکزی استفاده گردید. در انجام آزمایش های تجربی، اثر متغیرهای غلظت سیانکس 272 در فاز آلی (mol/L 57/0- 23/0)، pH فاز آبی (0/5-0/2) و نسبت فاز آلی به آبی (3-1) بر پاسخ های بازدهی استخراج Nd، بازدهی استخراج Pr و فاکتور جداسازی مطالعه گردید و معادلات پیش بینی کننده پاسخ های مورد نظر ارایه گردیدند. ترتیب میزان اثرگذاری متغیرها بر بازدهی استخراج برخلاف ترتیب اثرگذاری آن ها بر فاکتور جداسازی حاصل گردید. در نهایت نیز بهینه سازی سیستم مورد مطالعه با هدف دست یابی به بیش ترین گزینش پذیری عملیاتی انجام گردید که نتایج برای بازدهی استخراج Nd و Pr و فاکتور جداسازی به ترتیب برابر %7/71، %5/62 و 54/1 بدست آمد. هم چنین مطالعه فرآیند دفع فاز آلی بارگیری شده با یون های Pr و Nd نشان داد که بازیابی تقریبا کامل فاز آلی تحت شرایط غلظت اسید هیدروکلریک برابر mol/L 1/0 و زمان تماس 5 دقیقه امکان پذیر است. در واقع سیستم مورد مطالعه عملکرد مناسبی را هم در فرآیند استخراج و هم در فرآیند دفع Pr و Nd در شرایط مورد بررسی نشان داد.
کلید واژگان: استخراج حلالی, پرازئودیمیم, نئودیمیم, محلول کلریدی, سیانکس 272}Journal of Iranian Metallurgical and Materials Engineering Society, Volume:23 Issue: 79, 2021, PP 182 -195Praseodymium (Pr) and neodymium (Nd) are among the rare earth elements that have received significant attention due to their many applications. In this research, the separation of Pr and Nd from simulated NdFeB magnet leaching solutions with Cyanex 272/kerosene was modeled and optimized. Response surface methodology (RSM) based on the central composite design (CCD) was applied to fit the polynomial equation to the experimental data. The effects of variables such as concentration of Cyanex 272 (0.23-0.57 mol.L-1), pH (2.0-5.0) and O/A (1-3) on the extraction efficiency and separation factor of Pr and Nd were studied. The order of the effect of the variables on the extraction efficiency was opposite to the effect of the variables on the separation factor. The numerical optimization was performed to maximize the operational selectivity of the studied system. The calculated results for Nd and Pr extraction percentages were 71.7% and 62.5%, respectively and the separation factor was 1.54. Also, it was found the stripping of Pr and Nd ions from the loaded organic phase can be effectively conducted under the 0.1 mol/L hydrochloric acid solution within a contact time of 5 min conditions. The studied system showed an efficient performance in both extraction and striping processes of Pr and Nd at investigated condition.
Keywords: Solvent extraction, Praseodymium, Neodymium, Chloride solution, Cyanex 272, Response surface methodology} -
در این تحقیق ظرفیت جذب و ذخیره سازی دی اکسیدکربن و سولفید هیدروژن با استفاده از چارچوب های فلزی- آلی مطالعه و الگوسازی شده است. بررسی چهار نوع جاذب مختلف فلزی- آلی از نوع بسپارکویوردیناسیونیمیکرومتخلخل شامل MOF-2(Zn2(BDC)2)، MOF-74(Zn2(DHBDC))، IRMOF-1(Zn4O(BDC)3) وMOF-177 (Zn4O(BTB)2) نشان داد که با توجه به ساختار و گروه های عاملی مختلف این جاذب ها باعث شده عملکرد متفاوتی از خود در جذب گازها ارایه کنند. داده های تجربی هم دما با الگو های هم دمای دو مولفه ای ارزیابی شد. برای محاسبه مولفه های الگو ها از روش عددی برازش غیر خطی استفاده شد. بر اساس نتایج الگوسازی، الگو های دو مولفه ای پیش بینی قابل قبولی از داده های تجربی جذب سولفید هیدروژن و دی اکسیدکربن نشان داد. الگوی هیل در مقایسه با دیگر الگو ها دقت بیشتری دارد. مقادیر مولفه انرژی الگوی دوبینین-رادوشکویچ برای تمامی جاذب ها نشان داد که فرایند جذب هر دو گاز فیزیکی است و جاذب IRMOF-1 برای گاز سولفید هیدروژن و MOF-74 و MOF-2 برای دی اکسیدکربن، مناسب است.
کلید واژگان: جذب گاز, چارچوب های فلزی- آلی, دی اکسیدکربن, سولفید هیدروژن, الگوسازی هم دما}In this research, the adsorption potential of carbon dioxide and hydrogen sulfide storage in metal organic frameworks has been studied and modeled. Studying four different type of micro porous coordination polymer adsorbents metal organic frameworks including MOF-2 (Zn2 (BDC)2), MOF-74 (Zn2 (DHBDC)), IRMOF-1 (Zn4O (BDC)3) and MOF-177 (Zn4O (BTB)2) showed that the adsorbent have different structure caused different performance in gases adsorption. For adsorption isotherm modeling of these adsorbents used two parameters isotherm models. For calculation parameters of the models was used nonlinear regression technique. The results showed that the models have good agreements with experimental data. Hill model has high accuracy to compare with other models. The parameter values of D-R model for all adsorbents showed that the processes were physical adsorption and IRMOF-1 for H2S and MOF-74 and MOF-2 for CO2 adsorption were suitable.
Keywords: Gas Adsorption, Metal Organic Frameworks, Carbon Dioxide, Hydrogen Sulfide, IsothermModeling} -
در این پزوهش از یک مدل دقیق فیلمی با در نظر گرفتن اختلاط پیش رو برای پیش بینی رفتار انتقال جرمی ستون استخراج سینی دار ضربه ای استفاده شده است. برای توصیف هیدرودینامیک ستون از مدل پایای موازنه جمعیت استفاده شد. معادله های مدل سازی شامل معادله های قطره های فاز پراکنده و معادله های دیفرانسیل پاره ای بوده که به طور هم زمان با استفاده از روش های خط ها و تفاضل مرکزی حل شدند. سامانه ی مورد بررسی در این پژوهش آب اتیل استات بود. قطر میانگین و توزیع اندازه قطره ها در دو حالت حجمی با استفاده از مدل توسعه یافته محاسبه شدند. نتیجه های شبیه سازی با داده های تجربی مورد ارزیابی قرار گرفتند. مقایسه نتیجه ها نشان داد که قطر میانگین قطره های دارای 65/0 % خطا نسبت به داده های تجربی داشته درحالی که خطای رابطه نیمه تجربی 36/8 % می باشد. مد ل سازی دقیق ستون با اعمال تغییرهای اندازه قطره ها توسط موازنه جمعیت قطره ها در طول ستون استخراج نشان داد که مدل توافق خوبی با داده های تجربی دارد.
کلید واژگان: استخراج مایع مایع, ستون سینی دار ضربه ای, موازنه جمعیت, مدل سازی, شبیه سازی}In this research, a film model, considering forward mixing for the prediction of mass transfer behavior of a pulsed sieve-plate extraction column was applied. For modeling the column hydrodynamic, a dynamic droplet population balance model (DPBM) has been used. The model equations, including disperse phase droplet and partial differential equations, were solved simultaneously using central differential and method of lines methods. The model was studied with water-ethyl acetate as a working system. The mean drop size and its distribution (in both volume and number) were calculated by the model. The model error for mean drop size is 0.65 % whereas the error of the correlation model for the same data is 8.36 %. The exact modeling of the column applying droplet size variations by droplet mass balance during the extraction column showed that the model has good agreement with experimental data.
Keywords: Liquid-liquid Extraction, Pulsed sieve-plate column, Population balance, Modeling, Simulation} -
در این پژوهش جذب شیمیایی کربن دی اکسید در ستون بستر ثابت مدل سازی و شبیه سازی شده است. در بستر ثابت از جاذب های گرانول پلی اسپارتامید استفاده شده است. در مدل سازی جاذب، گرانول ها به صورت کروی فرض شده و با نوشتن موازنه ی جرم حول یک المان شعاعی، معادله ی دیفرانسیل جزیی حاکم به دست آمده که تغیرهای شدت جذب را در راستای شعاع و برحسب زمان نشان می دهد. هم زمان در طول ارتفاع بستر ثابت موازنه جرم بر روی المان های فاز گاز نوشته شده است. معادله های دیفرانسیل پاره ای جاذب و فاز گاز به طور ه م زمان با استفاده از ترکیب روش خط ها و تفاضل مرکزی به طور هم زمان حل شده اند. به منظور ارزیابی نتیجه های مدل سازی، با استفاده از داده های آزمایشگاهی و مدل سازی عددی کلوین اوداف یورو مدل ارایه شده صحت سنجی شده است. با توجه به مقدار کم درصد خطای R2 و RMSE در منحنی شکست کربن دی اکسید روی پلی اسپارتامید و در شدت جذب تعادلی تجربی و مدل سازی شده کربن دی اکسید روی پلی اسپارتامید بر حسب زمان، صحت سنجی به خوبی صورت گرفته و سرانجام مطالعه های پارامتری در جذب شیمیایی کربن دی اکسید در ستون بسترثابت انجام گرفته است.
کلید واژگان: جذب شیمیایی, ستون بسترثابت, کربن دی اکسید, پلی اسپارتامید, مدل سازی, شبیه سازی}In this study, the chemical adsorption modeling of CO2 in the fixed bed column is determined. In the adsorbent modeling, the granules are assumed to be spherical, and by writing the mass balance around a radial element, a partial differential equation has obtained that shows the variation in adsorption versus the direction of radius and time. By applying the boundary conditions and initial condition in terms of the physics of the problem, this equation can be solved, but due to the complexity of its analytical solution, the equations were solved using a combination of the method of lines and finite difference methods. For the modeling of the fixed bed column, the column is aligned along with the height, and by writing the mass balance around it, the partial differential equation is obtained. In order to ensure the modeling process, the model has been verified using experimental data and numerical modeling of the Kelvin Odafe Yoro model. Finally, parametric studies have been done on the chemical adsorption of CO2 in the fixed bed column. The amount of R2 in the CO2 breakthrough curves on polyaspartamide and in the experimental and simulated equilibrium amount of CO2 adsorbed by polyaspartamide at the time is 0.99 and RMSE is approximately 10% for them.
Keywords: chemical adsorption, fixed bed column, CO2, Polyaspartamide, Modeling, Simulation} -
در این تحقیق فرایند جذب زیستی فلز مس به وسیله قارچ میله ای رزوپوس اریزوس در یک بستر ثابت از پساب های صنعتی الگوسازی شده است. عملکرد سه ایزوترم لانگمویر، فروندلیچ و BET برای محاسبه شدت جذب مقایسه شدند. براساس نتایج الگوسازی، الگوی فرندلیچ با ضریب همبستگی 974/0 نسبت به دیگر الگو های ارایه شده تطابق بهتری با نتایج تجربی نشان داد. بیشترین تطابقات الگوی فروندلیچ با داده های تجربی برابر در مقادیر 855/01/n= و 991/0K= به دست آمد. در ادامه، اثر مولفه های الگوی انتخاب شده بر میزان جذب بررسی شد که مشخص شد در یک ضریب ثابت فروندلیچ، افزایش در مقدار توان الگو باعث افزایش ظرفیت جذب در دسترس برای غلظت کم املاح می شود. همچنین اثر شرایط عملیاتی در ستون از قبیل بده حجمی، قطر ستون، طول ستون، غلظت اولیه و چگالی جاذب بر میزان جذب بررسی شد. به طور کلی می توان گقت که الگوسازی فرایندهای زیستی برای حذف فلزات یکی از ابزار مهم در شناخت رفتار این فرایندها است و با کمترین هزینه می توان عملکرد فرایند را در شرایط مختلف عملیاتی ارزیابی کرد.
کلید واژگان: جذب زیستی, فلز مس, رزوپوس اریزوس, الگوی ایزوترم, ستون بستر ثابت}In this research, the biosorption process of copper metal from industrial wastewater by Rhizopus Arrhizus has been modeled in a fixed bed column. The performances of the three isotherms of Langmuir, Freundlich, and BET were compared to calculate the adsorption rate. Based on the modeling results, the Freundlich model with a correlation coefficient of 0.974 showed better agreement with the experimental results than the other models. The highest agreement of Freundlich model with experimental data was obtained at k=0.991 and n= 0.8551. Then, the effect of the selected model parameters on the adsorption rate was investigated, and it was found that at a constant Freundlich coefficient, an increase in the power of the model enhances the available adsorption capacity for low solute concentrations. The effects of operating conditions in the column include volume flow, column diameter, column length, initial concentration, and adsorbent density on the adsorption rate were also investigated. In general, it can be stated that the modeling of biological processes for metal removal is one of the important tools in understanding the behavior of these processes with the least cost, and also the performance of the process can be evaluated at different operating conditions.
Keywords: Biosorption, Copper Metal, Rhizopus Arrhizus, Isotherm model, Fixed bed Column} -
گاز دی اکسید کربن یکی از اصلی ترین آلاینده های محیط زیست است که با تغییر آب و هوا می تواند خسارات جبران ناپذیری وارد کند؛ از این رو حل این معضل نیاز به توجهی جدی دارد. در حال حاضر جذب شیمیایی CO2 با محلول های آبی آلکانو آمینی متداول ترین روش تجاری جداسازی با بازدهی بالا در صنعت است. در میان روش های مختلف حذف گاز دی اکسیدکربن از گازهای دودکش، فرایند جذب واکنش دار با حلال آبی مونواتانول آمین (MEA)، مهم ترین گزینه در کاربردهای صنعتی سال های اخیر بوده است. در این تحقیق از حلال MEA برای بررسی میزان جذب CO2 استفاده شده است. محدوده تجربی مولفه های مطالعه شونده شامل دمای 60-20 درجه سلسیوس، فشار 5/9-5/3 بار و غلظت حلال 5/8-5/2 درصد وزنی است. بارگیری و درصد جذب CO2 به ترتیب در محلول آبی MEA در محدوده 615/0-270/0 و 65/48-81/17 درصد به دست آمده است. برای تجزیه نتایج از الگوی چندجمله ای درجه دو با روش سطح پاسخ (RSM) استفاده شده است. همچنین برای یافتن بیشینه مقدار بارگیری و درصد جذب تحت شرایط بهینه، بهینه سازی عددی به کار گرفته شده است. در شرایط بهینه بیشینه مقدار بارگیری و درصد جذب به ترتیب برابر 552/0 و 17/44 تخمین زده شده است.
کلید واژگان: دی اکسیدکربن, محلول آبی مونو اتانول آمین, روش سطح پاسخ}Carbon dioxide gas is one of the main environmental pollutants that can cause irreparable damage by changing the climate, so solving this problem requires serious attention. Chemical absorption of CO2 with alkanoamine aqueous solutions is currently the most common commercial method of high-efficiency separation in the industry. Among the various methods of removing carbon dioxide from flue gases, the monoethanolamine (MEA) aqueous solvent absorption process has been the most important option for industrial applications in recent years. In this research, MEA solvent has been used to evaluate the amount of CO2 absorption. The experimental range of the studied parameters includes temperature of 20-60 C, pressure of 3.5-9.5 bar and solvent concentration of 2.5-8.5% w. Loading and CO2 absorption percent in MEA aqueous solution were obtained in the range of 0.70-2.615 and 17.81-48.65%, respectively. To analyze the results, the quadratic polynomial model using the response surface method (RSM) has been used. Numerical optimization has also been used to find the maximum loading and absorption percent under optimal conditions. Under optimal conditions, the maximum loading and absorption percent are estimated to be 0.552 and 44.17%, respectively.
Keywords: Absorption, CO2, Monoethanolamine, Response Surface Methodology (RSM)} -
نشریه شیمی کاربردی روز، پیاپی 56 (پاییز 1399)، صص 195 -212اورانیوم مهم ترین ماده در چرخه سوخت هسته ای است که در مراحل مختلف تحقیقات تولید و فرآوری آن و مراحل بعد از مصرف در راکتورها و هم چنین تحقیقات آزمایشگاهی به صورت پسماندهای اورانیومی به وجود می آیند. اورانیوم موجود در پسماندها با ارزش بوده و در صورت وارد شدن به محیط زیست مشکلات پرتوی ایجاد می کنند، لذا جداسازی آن ها امری ضروری است. روش استخراج با حلال یکی از روش های مهم جداسازی در تولید و فرآوری سوخت هسته ای است که در تحقیق حاضر ترکیبات اورانیومی تهیه شده از پسماندها، با این روش بازیافت می شوند. پس از شناسایی عناصر موجود در پسماند، مقدار هر عنصر با استفاده از آنالیز اسپکترومتر کوپل شده القایی (ICP) تعیین گردیده و در نهایت نوع ترکیب اورانیومی موجود در پساب مشخص شده اند. با توجه به نوع ترکیب مورد نظر آزمایش استخراج با دو حلال مختلف تری اکتیل آمین (TOA) و دی-2-اتیل هگزیل فسفریک اسید (D2EHPA) انجام گرفته که میزان درصد استخراج نهایی به ترتیب 12/96 و 01/99 درصد به دست آمده است. همچنین اثر نوع استخراج کننده، دمای استخراج، غلظت اسید، غلظت استخراج کننده، غلظت اولیه اورانیوم، نوع رقیق کننده، نسبت فاز آبی به آلی، زمان اختلاط فازها بر درصد استخراج و همچنین اثر شست و شو کننده های مختلف بر فرآیند معکوس بررسی شده است.کلید واژگان: اورانیوم, پسماند, استخراج با حلال, تری اکتیل آمین, دی-2-اتیل هگزیل فسفریک اسید}Uranium is the most important material in the nuclear fuel cycle that produces in the various stages of uranium production and processing research and after-use in reactors, as well as laboratory researches as uranium wastage. The uranium in these wastages is valuable and may cause radiation problems if they enter the environment, so their separation is essential. The solvent extraction method is one of the most important separation methods in the nuclear industry that produced uranium components from wastages is recovered using this method in the current study. After identifying the presented components in the wastage, the amount of each component was determined by using Inductively Coupled Spectrometry (ICP) analysis and finally the type of present uranium compound in the wastage was specified. According to the desired compound, the extraction experiments were performed with two different solvents of trioctylamine (TOA) and di-2-ethylhexyl phosphoric acid (D2EHPA) which the extraction percentages were achieved 96.12% and 99.01%, respectively. Also, the effects of extractant type, extraction temperature, acid concentration, extractant concentration, initial uranium concentration, diluent type, aqueous to organic phase ratio, phase mixing time on extraction percentage as well as the effect of various rinses on the reverse process were investigated.Keywords: Uranium, Wastage, Solvent extraction, Tri-Ethylamine, Di-2-Ethylhexylphosphoric acid}
-
در این پژوهش، یک مدل فیلمی برای توصیف ناپایای جذب هم زمان دو گاز طراحی شده است. مدل سازی فیلمی جذب واکنش دار منجر به معادلات دیفرانسیل پاره ای با شرایط اولیه و مرزی حاکم بر فیلم می شود. روش حل تحلیلی معادلات که در این تحقیق به کار رفته، ترکیبی از دو روش اصل برهم نهشتی و جداسازی متغیرها است. معادلات غلظت حاصل از حل تحلیلی معادلات تابع زمان و مختصات فیلم است و می توان در طول فیلم به طور دقیق غلظت و شار انتقال جرم اجزاء را محاسبه کرد. معادلات دیفرانسیل پاره ای حاصل از مدل سازی فیلمی همچنین به روش عددی حل شدند. برای ارزیابی نتایج مدل سازی فیلمی، از داده های تجربی برج پرشده آزمایشگاهی استفاده شده است. نتایج حل تحلیلی و عددی معادلات با نتایج تجربی مقایسه شده که نشان می دهد مدل ارایه شده به خوبی غلظت و شار انتقال جرم اجزاء را در طول فیلم پیش بینی می کند.
کلید واژگان: مدل سازی فیلمی, جذب واکنش دار هم زمان دو گاز, مدل سازی ناپایا}In this work, a film model has been developed to describe unsteady state simultaneous absorption of two gases. Film modeling of reactive absorption results in initial boundary-value problem. The analytical solution applied in this work is a combination of the superposition principles and the separation of variables methods. The concentration equations obtained in the model contain two independent variables of time and film width. Therefore, solving the model gives component concentrations at any time or film length. In addition, the partial differential equations were solved numerically. The experimental data were obtained using laboratory packed column. The model results were validated using experimental data. A comparison between the model results and experimental data indicates that the model has good agreement with experimental data.
Keywords: Film Model, Simultaneous Reactive Absorption of Two Gases, Unsteady-State Modeling.} -
زمینه و هدفحضور فنل و مشتقات آن در آب و فاضلاب به دلیل خطراتی که بر روی سلامت انسان و محیط زیست دارد، به عنوان یک نگرانی عمده محسوب می شود. به دلیل سمی بودن فنل حتی در غلظت های کم و هم چنین به دلیل این که حضور آن در منابع طبیعی آب می تواند سبب شکل گیری ترکیبات جانبی فرآیندهای گندزدایی و اکسیداسیون شود، این ماده یکی از شایع ترین مواد آلی آلاینده آب می باشد. در مطالعه حاضر فرآیند جذب سطحی فنل از فاضلاب توسط جاذب خاک اره با استفاده از روش های هوش مند شبیه سازی شده است.روش بررسیشیوه های هوش مند شبکه پرسپترون چندلایه، شبکه برپایه توابع شعاعی و ماشین بردار رگرسیونی جهت شبیه سازی استفاده شده است. جهت طراحی ساختار شبکه ها از 125 مجموعه داده تجربی استفاده شده است. معیارهای ارزیابی و توقف شبکه شامل %AARE و R2 می باشند که برای هر سه مدل محاسبه شده است.یافته هانتایج نشان داد که مدل ماشین بردار رگرسیونی با داشتن 5132/0 و 979/0 به ترتیب برای %AARE و R2 بهترین مدل می باشد. کلیه مدل ها نتیجه بهتری نسبت به مدل چند جمله ای درجه دوم از خود نشان دادند. مدل ها تطبیق خوبی با داده های تجربی داشتند.بحث و نتیجه گیرینتایج مدل ها نشان داد که این مدل ها مقدار جذب فنل را با دقت بالا پیش بینی می نماید. هم چنین براساس نتاج مدل ها، پارامترهای بهینه فرآیند شامل، غلظت اولیه فنل 6/127 میلی گرم بر لیتر، مقدار جاذب 84/0 گرم بر لیتر، pH محلول 62/3، زمان جذب 9/146 دقیقه و درصد جذب فنل متناظر 23/91 % به دست آمد.کلید واژگان: درصد جذب فنل, خاک اره, شبیه سازی, مدل های هوش مند, شرایط بهینه}Background and ObjectivePhenol presence and its derivatives in water and waste water on human health and the environment is one the major concerns. Because of the toxicity of phenol and also because of the presence of even low concentrations in natural resources, water disinfection and oxidation processes can lead to the formation of additional components. This material is one of the most common organic pollutants in water. In this research, adsorption of phenol from wastewater by sawdust was simulated using intelligent techniques.MethodIntelligent techniques including multi-layer Perceptron, radial basis functions network and support vector regression were used. To design the network structure as well as the training and testing of 125 sets of experimental data is used. Performance evaluation criteria and stop network consists of % AARE and, which is used for all three models.FindingsAll models compared results showed that the support vector regression with 0.5132 and 0.979, respectively, for %AARE and is the best model. All models are better results than the quadratic polynomial model showed.Discussion and ConclusionModels showed good agreement with experimental data. The optimum conditions for the removal of phenol were 127.6 mg/l of initial phenol concentration, 0.84 g/l of adsorbent dose, natural pH value of 3.62 and 146.9 min of contact time, under these conditions the maximum removal efficiency was 91.23%.Keywords: Sawdust, Absorption of Phenol, Simulation, Intelligent Methods, Optimal Conditions}
-
در این تحقیق، راکتور هیدروژن دارکردن استیلن واحد الفین پتروشیمی امیرکبیر مدل سازی و شبیه سازی شده است. واکنش های فرایند هیدروژن دارکردن به صورت اتان زوا با زنجیره ابتدایی است که استیلن را حذف و به اتیلن تبدیل می کند. مدل سازی ریاضی واحد با نوشتن معادله موازنه جرم و فرضهای ساده کننده آن انجام شد. مجموعه معادلات مدل، شامل معادلات دیفرانسیل پاره ای و معمولی است که با بهره گیری از ترکیب روش های خطوط و تفاضل محدود، گسسته سازی و به طور همزمان حل شدند. بنابر نتایج به دست آمده، شبیه سازی با 80 عنصر در راستای محور راکتور، نسبت به داده های تجربی از کمترین خطا برخوردار است. نتایج شبیه سازی با داده های تجربی واحد صنعتی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که مدل ارائه شده با دقت خیلی خوب فرایند را شبیه سازی می کند. مدل با خطای کمتر از 1 درصد توانسته است داده ها را پیش بینی کند. تاثیر متغیرهای فرایند شامل دمای ورودی راکتور، دبی ورودی و میزان کربن مونواکسید نیز بررسی شدند که بر اساس آن مقدار بهینه کربن مونوکسید برای بالاترین گزینش پذیری در تولید اتیلن 700 قسمت در میلیون است. بنابر نتایج حاصل، در دمای 77 درجه سلسیوس، فرایند از بهترین انتخاب پذیری برخوردار است.کلید واژگان: استیلن, هیدروژن دارکردن, گزینش پذیری, مدل سازی, شبیه سازی}In this research, the modeling and simulation of hydrogenation reactor of Amirkabir petrochemical acetylene unit was carried out. The reaction processes are elementary and in this process acetylene was converted to ethylene. The modeling process was happed with introducing mathematical equations of mass transfer. The set of process equations were solved simultaneously using method of lines and finite difference techniques. The results showed that simulation with 80 elements has minimum deviation with experimental data. The results showed that the simulation result has good agreement with experimental data. The maximum relative error of this mathematical model is well under about 1%. After model validation, various variable profiles along the reactor are discussed. Then, the effects of effective parameters such as inlet temperature, total inlet mass flow rate and CO flow rate are investigated in detail. The optimum value of carbon monoxide to get highest selectivity is 700 ppm. Also the results showed that the process has good selectivity at temperature 77oC.Keywords: Acetylene, Selective, Hydrogenation, Front-End, Mathematical Model, Simulation.}
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.