فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 106 (آذر و دی 1398)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 106 (آذر و دی 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/10/17
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سخن سردبیر
  • مقالات
  • محمدحسین سریخانی، فروغ عاملی* صفحات 6-17

    فناوری جداسازی ته چاهی در دهه 1990 ظهور کرد که به وسیله آن جریانی غنی از گاز و نفت در سطح تولید می شود، در حالی که جریانی غنی از آب به سازند های زیرین تزریق شده، هرگز به سطح منتقل نمی شود و در صورتی که به تولید آن نیاز باشد، می توان آن را به صورت مجزا تولید کرد. در صنعت این ابزار با عنوان جداسازهای آب و نفت1 و آب و گاز2 شناخته می شود. چرخه های آبی مایع- مایع جزء اصلی سامانه جداسازی آب و نفت ته چاهی است. در این مطالعه، بررسی جامعی در ارتباط با فناوری جداسازی ته چاهی ارایه و برتری ها، پیش نیازها و کاستی های این فناوری معرفی شده اند. این مطالعه همچنین داده هایی مفید از مطالعات انجام شده بر روی تعدادی از میدان ها و مناطق عملیاتی و شرکت های دارای این فناوری در اختیار محققان قرار می دهد. طبق بررسی های انجام شده در این مطالعه، نصب موفقیت آمیز سامانه DOWS از نظر فنی و اقتصادی زمانی امکان پذیر است که همه مولفه های مورد نیاز به طور دقیق ارزیابی شوند؛ در این صورت از هزینه های کنترل آب، تولید و پالایش آن و از حجم تسهیلات سر چاهی کاسته می شود که برای مناطق دریایی و دور از دسترس بسیار مناسب است. افزون براین، فن DOWS برای جداسازی نفت های سنگین بسیار دشوار است؛ چرا که اختلاف چگالی بالایی بین آب و نفت در این حالت وجود خواهد داشت. نسبت آب به نفت باید بالا باشد به طوری که فاز غالب آب باشد. سازندگان جداسازهای چرخه آبی پیشنهاد می کنند که کسر آب بیش از 75% باشد.

    کلیدواژگان: جداسازی ته چاهی، جداسازهای آب و نفت، چرخه آبی
  • مهسا قاسمی زاده، فرح سادات هالک*، مازیار دهقان صفحات 18-33

    در سال های اخیر فرایند تولید پوسال (کمپوست) به یک فرایند دوستدار محیط زیست و جایگزینی پایدار برای مدیریت و بازیافت پسماند های آلی تبدیل شده است. هدف از این فرایند دست یافتن به محصولی آلی به نام پوسال است که به عنوان کود و اصلاح کننده آلی در موارد کشاورزی کاربرد دارد. پوسال برتری های زیست محیطی، اقتصادی و کشاورزی بسیاری دارد که در این مطالعه به برجسته ترین آنها پرداخته می شود. عوامل تاثیرگذار بر فرایند از جمله دما، نسبت کربن به نیتروژن، مقدار رطوبت، میزان هوادهی و pH به تفصیل مرور شده اند. هم چنین، راهبردهایی برای بهسازی عملکرد فرایند مرور می شوند. پراکنش بو و زمان نسبتا بالای مورد نیاز برای برداشت محصولی با کیفیت، از چالش های این فرایند به شمار می رود که رویکردهای پیشنهاد شده برای مواجهه و رفع این چالش ها در این مقاله ذکر می شوند. در پایان نیز نحوه استانداردسازی پوسال تولیدی بیان می شود.

    کلیدواژگان: پردازش پسماند، پوسال، بهسازی فرایند، مواد اولیه آلی، استانداردسازی
  • سونیا صدری اسکویی، داود کاه فروشان*، نعیمه جدیری، میلاد محمدی صفحات 34-46

    در این مقاله، ازن زنی و ازن زنی همراه با کربن فعال به منظور حذف ماده دارویی سفکسیم از محیط های آبی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمایش ازن زنی بر سفکسیم نشان داد که ازن زنی بر روند حذف سفکسیم از محلول آبی تاثیر مثبت دارد، به طوری که غلظت آلاینده دارویی در مدت زمان 30 دقیقه از ppm 55به ppm 6 کاهش یافت. همچنین مولفه COD نیز به میزان 51% کاهش پیدا کرد. تاثیر استفاده از ازن همراه با کربن فعال، برای غلظت مشخصی از آلاینده دارویی ثابت شد. تاثیر مولفه های عملیاتی مختلف از قبیل میزان غلظت آلاینده دارویی، غلظت کربن فعال، میزان غلظت ازن ورودی، زمان واکنش و pH بر روی فرایند ازن زنی همراه با کربن فعال بررسی شد. حداکثر بازده حذف سفکسیم از محیط های آبی به میزان 96% محاسبه گردید. این مقدار در pH خود محلول و در حدود 4 به دست آمد.

    کلیدواژگان: ازن زنی، ازن زنی همراه با کربن فعال، فاضلاب دارویی، سفکسیم
  • مهسا دلال براتی، بهنام خوش اندام* صفحات 47-54

    هدف از کار حاضر، همنهشت (سنتز) و مشخصه سازی نانوذرات ترکیبات کبالت به روش همنهشت احتراقی محلول است. به این منظور، واکنشگاهی طراحی و ساخته شد؛ از ویژگی های واکنشگاه، سادگی و کارایی بالایآن بوده که امکان انجام واکنش در مقیاس کوچک را فراهم آورده است. از نیترات کبالت شش آبه به عنوان اکسیدکننده و گلایسین به عنوان سوخت استفاده شد. همنهشت با حضور گلایسین در نسبت استوکیومتری به مدت یک ساعت و در دمای 200 درجه سلسیوس انجام شد. محصول با تجزیه های پراش پرتو ایکس و ریزبین الکترونی روبشی نشر میدانی مشخصه یابی شد. تجزیه XRD، همنهشت موفق نانوذرات ترکیبات کبالت را تایید کرد و اندازه متوسط بلورک های تشکیل شده با استفاده از معادله شرر برابر 50 نانومتر محاسبه شد. تجزیه FE-SEM، ساختار متخلخل مواد را به خوبی نشان داد و اندازه متوسط ذرات در محدوده زیر 60 نانومتر برآورد شد. ازاین رو اهمیت کار حاضر در تولید این نانوذرات با یک روش بسیار مقرون به صرفه با بازده بالا است.

    کلیدواژگان: روش همنهشت احتراقی محلول، ترکیبات اکسید کبالت، نانوذرات
  • مرجان رکنی، محمد حجت*، محمدرضا طلایی، سید فواد آقامیری صفحات 55-69

    در این پژوهش عملکرد یک رسوب دهنده الکترواستاتیک استوانه ای تک مرحله ای برای جداسازی ذرات گچ و نمک با قطر متوسط ذرات 180 و 290 نانومتر از جریان هوا به صورت آزمایشگاهی موردبررسی قرارگرفته است. اثر خواص ساختاری، اندازه ذرات و مقاومت ویژه الکتریکی و مشخصه های عملیاتی، اختلاف پتانسیل، قطر الکترود تخلیه، سرعت جریان هوا و جریان الکتریکی بر بازده جداسازی بررسی شد. نتایج نشان می دهد بازده جداسازی ذرات گچ بیشتر از نمک است. در محدوده اختلاف پتانسیل 6 تا 10 کیلوولت، جرقه مشاهده نشد، پس با افزایش اختلاف پتانسیل می توان به بازده بالاتری رسید. افت بازده با افزایش سرعت جریان هوا برای ذرات گچ بیشتر از نمک است که نشان می دهد برای ذرات نمک می توان در سرعت بالاتر هم به صورت اقتصادی عمل کرد. بازده بهینه سامانه توسط روش سطح پاسخ برای ذرات گچ در سرعت های 2/1 و 2 متر برثانیه به ترتیب 6/88 و 60 درصد و برای ذرات نمک در همین سرعت ها به ترتیب 8/72 و 68 درصد تعیین شد. این مقدارها با نتایج تجربی تایید شدند.

    کلیدواژگان: رسوب دهنده الکترواستاتیک، تخلیه کرونا، بهینه سازی، جداسازی ذرات
  • فرید جعفری حقیقی، حسنعلی بهرامی، مهدی ارجمند*، برمک جعفری حقیقی صفحات 70-84

    پراکنش آلاینده های سه گونه جدید از زیست دیزل (روغن مریم گلی، اکلیل کوهی و نعناع) و عملکرد آتش زایی آنها در یک موتور دیزلی بررسی شد؛ نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش نسبت زیست دیزل مخلوط شده با سوخت دیزل، با افزایش دور موتور، مقدار گشتاور کاهش می یابد؛ نزدیک ترین نتایج به سوخت دیزل مربوط به زیست دیزل مریم گلی است. زیست دیزل مریم گلی نشان داد توان تولید شده 1 تا 2 درصد بالاتر از سایر زیست دیزل ها است. بالاترین میزان مصرف ویژه سوخت ترمزی1 در زیست دیزل نعناع مشاهده شد. دمای گاز خروجی2 برای مریم گلی بین 1 تا 3 درصد پایین تر از دو گونه دیگر زیست دیزل است. همه زیست دیزل ها میزان اکسیدهای ازت3، مونوکسید کربن4 و دی اکسید گوگرد5 را کاهش دادند. بالاترین نرخ کاهش کدورت دوده6 برابر با 85 درصد، مربوط به زیست دیزل مریم گلی بوده است.

    کلیدواژگان: زیست دیزل نعناع، زیست دیزل اکلیل کوهی، زیست دیزل مریم گلی، پراکنش گاز های خروجی، عملکرد موتور
|
  • M. H. Sarikhani, F. Ameli* Pages 6-17

    Down-hole separation technology emerged in the 1990s through which a stream of gas and oil is produced at surface, while a stream of water is injected into the bottom formations and is never transported to the surface, and if needed, it is produced, separately. These systems are known as downhole oil-water and gas-water separation technologies. Hydro cyclones are one of the main components of this separation system. In this study, a comprehensive study has been presented on downhole separation technologies as well as the benefits, requirements and limitations of this technology. This study also provides useful data for the researchers on a number of fields and operational areas and companies owning this technology. According to the results of the present study, successful installations of DOWS system is technically and economically feasible while all the required parameters are accurately evaluated, leading to reducing the costs of water control, production and treatment, and limited surface facilities which is suitable for offshore fields. In addition, application of DOWS system is difficult for separating heavy oil because of the high density difference between water and oil. The water oil ratio should be high so that the dominant phase is water. Manufacturers of hydrocyclone separators recommend water fraction of more than 75%.

    Keywords: Downhole Separation, Oil-Water Separators, Hdrocyclones
  • M. Ghasemizadeh, F. S. Halek*, M. Dehghan Pages 18-33

    In recent years, the composting process has become an environmentally friendly process and a sustainable alternative to managing and recycling organic wastes. The purpose of this process is to achieve an organic product called "compost", which is used as an organic fertilizer and amendment in agricultural applications. Compost has many environmental, economic and agricultural benefits, the most prominent of which are discussed in this study. Factors affecting the process, including temperature, carbon to nitrogen ratio, moisture content, aeration rate and pH have been reviewed in detail. Strategies for improving process performance are also reviewed. Odor emission and the relatively high amount of time required to achieve quality product are among the challenges of this process, and the proposed approaches to encounter and address these challenges are reviewed in this paper. Finally, the standardization of the produced compost is explained.

    Keywords: Waste Processing, Compost, Process Improvement, Organic Raw Materials, Standardization
  • S. S. Oskoue, D. Kahforoushan*, N. Jodyree, M. Mohammadi Pages 34-46

    In this paper, the ozonation and ozonation with activated carbon methods to remove cefixime medicinal material from aquatic environments have been studied. The results showed that ozonation has had a positive impact on removal of cefixime from aquatic solution, so that the concentration of medicinal contaminant has decreased from 55 ppm to 6 ppm in 30 minutes. Moreover, the COD parameter was reduced by 51%. According to the obtained values, the effect of activated carbon on a certain concentration of medicinal contaminant has been confirmed. Also, the effect of different operational parameters such as concentration of contaminant, concentration of activated carbon, concentration of inlet ozone, reaction time and pH on the process of ozonation with activated carbon was investigated. The maximum removal efficiency of cefixime from aquatic environments was obtained as 96%. This number was obtained at the pH level of aquatic solution which was about 4

    Keywords: Ozonation, Activated Carbon, Cefixime
  • M. Dallal Barati, B. Khoshandam* Pages 47-54

    The purpose of the present work is to synthesize and characterize of the cobalt oxide compounds nanoparticles by using the solution combustion method. For this purpose, a reactor was designed and fabricated. The features of the reactor are its simplicity and efficiency that allows carrying of combustion reactions in a laboratory small scale. Cobalt(II) nitrate hexahydrate was used as oxidant and glycine as fuel. Synthesis was performed for one hour at 200 °C with the presence of glycine in stoichiometric ratio as the reducing agent. The product was characterized by the X-ray diffraction and field emission scanning electron microscopy analysis. XRD analysis confirmed the successful synthesis of the cobalt compounds nanoparticles. The average size of the crystals formed was calculated to be 50 nm by using the Scherrer equation. FE-SEM analysis revealed the good porous structure of the material. The average size of the particles by this method was estimated to be below 60 nm. Therefore, the importance of the present work is in preparing these nanoparticles by a very cost-effective method.

    Keywords: Solution Combustion Method, Cobalt Oxide Compounds, Nanoparticles
  • M. Rokni, M. Hojjat*, M. R. Talaie, S. F. Aghamiri Pages 55-69

    In the present, study the performance of a single-stage cylindrical electrostatic precipitator for separation of gypsum and salt particles in the air was experimentally investigated. The average diameter of salt and gypsum particles are 198 and 290 nm, respectively. The effect of structural properties, i.e., particle size and specific electrical resistance and operating conditions, i.e., voltage, the diameter of discharge electrode, air velocity, and electric current on the collection efficiency were investigated. Results show that the collection efficiency for gypsum particles is more than that of the salt particles. In the voltage range of 6 to 10 kV, sparks didn’t occur so, by increasing the voltage obtaining higher values of efficiency is possible. The decrease in efficiency by an increase in air velocity for gypsum particles is higher than that of salt particles, which show that for salt particles operation at higher flow rates is economically possible. Optimum collection efficiencies of gypsum particles at gas velocities of 1.2 and 2 m/s were determined by response surface method to be 88.6% and 60%, respectively. Corresponding values for salt particles are 72.8% and 68%, respectively. experimental results verified these values.

    Keywords: Electrostatic Precipitator, Corona Discharge, Optimization, Particles Separation
  • F. Jafarihaghighi, H. Bahrami, M. Ardjmand*, B. Jafari Haghighi Pages 70-84

    The emissions of three new species of biodiesel (Common sage, Rosmarinus officinalis and Mentha oil) and their combustion performance in a diesel engine were investigated. The results show that by increasing the ratio of biodiesel mixed with diesel fuel, the amount of torque decreases with increasing engine speed, and the closest results to diesel fuel are related to common sage biodiesel. common sage biodiesel showed that the power produced is 1 to 2% higher than other biodiesels. The highest specific brake fuel consumption was observed in mint biodiesel. The outgoing gas temperature for common sage is between 1 and 3% lower than the other two types of biodiesel. All biodiesels reduced nitrogen oxides, carbon monoxide, and sulfur dioxide. The highest rate of reduction in soot turbidity was 85%, in the case of common sage biodiesel.

    Keywords: Mentha Biodiesel, Rosmarinus Officinalis Biodiesel, Common Sage Biodiesel, ExhaustEmissions, Engine Performance