فهرست مطالب

مجله فرآیند نو
پیاپی 68 (زمستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/09/18
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سید محمدحامد حسینی*، محسن روحی سعدآباد، امیر پاشا صفحات 5-19

    بویلرها و سایر تجهیزات مورداستفاده برای تولید بخار، در معرض محدوده وسیعی از مکانیسم های تخریب خصوصا تخریب های متالورژیکی مانند خزش، گرافیته شدن، نرم شدن (کروی شدن) و یا انواع خوردگی، قرار دارند. در این پژوهش، علل خوردگی و تخریب زودهنگام یکی از تیوب های فولادی بویلر از نوع بنک تیوب مربوط به یکی از پالایشگاه نفت کشور است، با روش های مختلف میکروسکوپی و آنالیزی موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که علت اصلی تخریب تیوب، خوردگی موضعی بوده که در اثر تشکیل رسوبات سیلیکاتی بر سطح داخلی تیوب و خوردگی قلیایی به وجود آمده است. درنهایت پیشنهاد هایی جهت کاهش این احتمال این نوع تخریب در تیوب ها ارایه شده است.

    کلیدواژگان: آنالیز تخریب، خوردگی قلیایی، فولاد کربنی، تیوب بویلر
  • رضوان حسینی راد، حامد مهدی کیا، محمدرضا خانی، بابک شکری* صفحات 20-29

    افزایش گرمای جهانی به دلیل انتشار گازهای گلخانه ای (مانند متان و کربن دی اکسید) و حضور ترکیبات آلی فرار (مانند بنزن) در گاز خروجی اکثر کارخانه ها، عامل اصلی انجام این تحقیق با هدف تخریب این آلاینده ها با استفاده از تکنولوژی پلاسما شد. در این تحقیق از یک راکتور پلاسمای گلایدینگ آرک برای بررسی کارایی آن در تخریب گازهای آلاینده شامل بنزن، متان و کربن دی اکسید استفاده شده است. اثر پارامترهای مهم در این تحقیق شامل توان، فلوی گاز ورودی به راکتور و نوع گاز کمکی بر درصد بازده تخریب گازهای آلاینده بررسی شده است. در تخریب گاز بنزن، هوا و برای تخریب متان و کربن دی اکسید، آرگون و نیتروژن به عنوان گاز کمکی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد تخریب بنزن با استفاده از پلاسمای هوا به بالای %70 رسیده که در مقایسه با سایر روش ها قابل توجه است. در تخریب متان و کربن دی اکسید عمده محصول تولید شده سین گاز (H2+CO)، گاز O2 و درصد اندکی از گاز CO است.

    کلیدواژگان: ترکیبات آلی فرار، گاز گلخانه ای، پلاسمای گلایدینگ آرک، تخریب آلاینده های گازی
  • قنبرعلی شیخ زاده*، سعید خندان سیر، علی اکبر عباسیان آرانی، سید ابوالفضل حسینی جمکرانی صفحات 30-46

    در این تحقیق، اثر استفاده از نوارهای تابیده بر میزان انتقال حرارت و افت فشار در مبدل دو لوله ای به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، هندسه سه بعدی مبدل حرارتی در دو حالت بدون نوار تابیده و با نوار تابیده مدل سازی شده است. برای بررسی جزییات اثر نوارها از دو نوع نوار تابیده با نسبت پیچش 3 و 5 استفاده شده است. به عنوان نمونه نتایج به دست آمده نشان داد که میزان رشد انتقال حرارت با نوارهای تابیده با نسبت پیچش 3 و 5 نسبت به حالت لوله خالی در عدد رینولدز 20000 به ترتیب حدود 28 و 14 درصد است. از نقطه نظر افت فشار هم بررسی های عددی ضریب اصطکاک متوسط آشکار کرد، در عدد رینولدز 20000، میزان افت فشار لوله های دارای نوار تابیده با نسبت پیچش 3 و 5 نسبت به لوله خالی، به ترتیب به میزان 58 درصد و 34 درصد است.

    کلیدواژگان: نوارهای تابیده، چگالش، انتقال حرارت، مبدل حرارتی
  • عباس کوثری نیا*، حسن رستمی نژاد، مسعود نعمت الهی صفحات 47-61
    در مقاله حاضر رفتار جریان دو فازی مایع-گاز درون مخزن آب بند مایع مربوط به شبکه فلر به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. مخزن آب بند مایع یکی از مهم ترین تجهیزات در شبکه فلر است که وظیفه مرحله بندی گاز فلر را عهده دار است. عدم کارکرد صحیح این تجهیز موجب نوسانی شدن فشار خروجی، آلودگی های زیست محیطی و افزایش احتمال انفجار در شبکه می شود. این مخزن در صنعت ایران با طرح ها و هندسه های متفاوت موجود است. در این مقاله با توجه به عدم کارکرد صحیح سیستم فلر شماره 3 پالایشگاه آبادان که علاوه بر اختلال در کارکرد سیستم، آلودگی زیست محیطی را به همراه دارد، جهت رفع این مشکل، با اعمال تغییراتی در هندسه مخزن آب بند مایع موجود، هندسه جدیدی پیشنهاد می گردد. هر دو طرح توسط نرم افزار انسیس فلوینت و با استفاده از مدل چندفازی حجم سیال، مدل سازی و شبیه سازی شد. نتایج حاصله نشان داد در شرایط یکسان، طرح موجود به درستی عمل نمی کند و میانگین فشار خروجی 11 پاسکال است که دچار نقص عملیاتی است. این نقص در مدل جدیدتر کم تر مشاهده می شود و میانگین فشار خروجی حدود 3 برابر افزایش پیدا کرده است که با اعمال تغییرات جزیی در بافل مربوطه می توان نقص عدم پیوستگی شعله را به کلی برطرف نمود.
    کلیدواژگان: جریان دو فازی، فلر، مخزن آب بند مایع، مدل چند فازی حجم سیال، شبیه سازی عدد
  • هادی پورتالاری، فرشاد ورامینیان*، جواد کریمی ثابت صفحات 62-80

    در کار حاضر یک ستون تقطیر چندجزیی صنعتی برای جداسازی ایزوبوتان و نرمال بوتان توسط مدل مرحله ی تعادلی بهبود یافته بر اساس بازدهی های چندجزیی شبیه سازی شده است. شبیه سازی در شرایط پایا با محاسبه ی بازدهی های مورفری نقطه ای و مرحله ای اجزا انجام می شود. ابتدا بازدهی های نقطه ای بر مبنای نظریه دوفیلمی و انتقال جرم چندجزیی محاسبه می شوند. بعد به کمک یک مدل مناسب اختلاط مایع، بازدهی های مرحله ای تعیین و در قالب روابط تعادلی بخار-مایع وارد روند شبیه سازی می شوند. از آن جایی که توصیف اختلاط مایع روی سینی ها در تعیین بازدهی های مرحله ای موثر است، در کار حاضر چندین مدل مختلف برای اختلاط مایع بررسی و نتایج حاصل شامل روند تغییرات دما و غلظت محصولات با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده اند. مقایسه ها نشان می دهند که مدل های جریان قالبی و اختلاط جزیی توانسته اند به خوبی روند تغییرات را پیش بینی کنند، به طوری که دماها و ترکیب محصولات به ترتیب اختلاف متوسط %0/5 و %21 نسبت به داده های اندازه گیری دارند.

    کلیدواژگان: مدل سازی تعادلی بهبود یافته، بازدهی مورفری، بازدهی مرحله ای، مدل اختلاط مایع، نظریه دوفیلمی، انتقال جرم چندجزئی
  • سهیلا نیازمنداقدم*، فرامرز افشار طارمی صفحات 81-90
    در این مطالعه هدف اصلی ساخت غشا پلیمری و افزودن اکسید گرافن (از 0/1 تا 0/75) درصد وزنی به غشا به منظور آب دوست کردن غشا و درنتیجه افزایش فلاکس عبوری از غشا و کاهش میزان گرفتگی آن بود. برای ساخت غشاها از پلیمر پلی اترسولفون از روش جدایی فازی استفاده شد و اکسید گرافن به محلول پلیمری افزوده شد. برای بررسی عملکرد جداسازی غشاها از آب مقطر و امولسیون روغن در آب به عنوان خوراک استفاده شد. بر اساس نتایج وقتی اکسید گرافن تا مقدار 0/5 درصد وزنی به محلول پلیمری افزوده شد، فلاکس عبوری از 96 به Kg/m2 h 139 افزایش یافت و میزان پس زنی به 96/12 درصد رسید. همچنین اختلاف فلاکس اولیه و نهایی کمتر شد که نشان دهنده ی کاهش گرفتگی در این غشاها بود. اما با افزایش بیشتر از 0/5 درصد وزنی اکسید گرافن، خواص و عملکرد غشا به دلیل افزایش ویسکوزیته و پراکنش دشوار کاهش یافت.
    کلیدواژگان: پلی اتر سولفون، اکسید گرافن، امولسیون روغن در آب، غشا، گرفتگی
|
  • Hamed Hoseiny *, Mohsen Rouhi Sad Abad, Amir Pasha Pages 5-19

    The boilers and other equipment utilized for steam generation suffer from a wide range of failure mechanisms particularly metallurgical failures, e.g. creep, graphitization, spheroidization and also different types of corrosion. In the current work, the causes of corrosion and premature failure of a carbon steel boiler bank tube used in an oil refinery was investigated by different microscopical and analytical techniques. The results showed that the main failure cause of the tube was localized corrosion which was happened due to formation of silicate deposits formed on the internal surface of the tube and consequently its caustic corrosion. At the end, some suggestions are given to mitigate such corrosion and failures.

    Keywords: Failure Analysis, Caustic Corrosion, Carbon Steel, Boiler Tube
  • Rezvan Hosseinirad, Hamed Mahdikia, Mohammadreza Khani, Babak Shokri * Pages 20-29

    Increasing of global warming mainly refer to increase in greenhouse gases and many other pollutant gas (like benzene) emission from companies’ outlet gases. This is the main reason of doing this research in which plasma technology is used for converting such pollutant gases. In recent study a gliding arc reactor is used to investigate the performance of it on Methane, CO2 and Benzene decomposition. The effect of main parameters like discharge power, gas flow rate, and different kind of carrier gas is investigated. Ar is used as carrier gas for Benzene conversion, however in case of Methane and CO2 splitting Ar and N2 are used as carrier gas. The results show the highest conversion rate for Benzene is around 70% which is comparable with other similar works. In Methane and CO2 dissociation, the main product is syngas (H2+CO) and small amount of O2.

    Keywords: volatile organic compounds, Greenhouse Gas, Gliding Arc Plasma, Decomposition of Air Pollution
  • Ghanbar Ali Sheikhzadeh *, Saeed Khandan Siar, AliAkbar Abbasian Arani, Seyed Abolfazl Hosseini Jamkarani Pages 30-46

    In this work, influence of the twisted tape insertion on heat transfer rate and pressure drop characteristics in a double pipe has been numerically investigated. For this purpose, a 3-D double pipe heat exchanger with several types of twisted tape designed with two twist ratio (3, 5). The results obtained from the heat exchanges with twisted tape insert are compared with those without twisted tape that is plain heat exchanger. The numerical results revealed that the increase in heat transfer rate of twisted tape inserts with twist ratio 3 and 5 at Re=20000 is found to be 28% and 14% more than plain tube, respectively. It was found that with decrease twisted ratio, the amount of heat transfer rate and pressure drop increase rapidly. And by the point of pressure drop, at Re=20000, the amount of pressure drop of twisted tape inserts with twist ratio 3 and 5 are 58%  and 34% higher than plain tube, respectively.

    Keywords: Twisted tape, condensation, Heat Transfer, heat exchanger
  • Abbas Kosarineia *, Hasan H.Rostaminezhad, Masoud Nematollahi Pages 47-61
    The purpose of this study is to investigate the flow behavior of two-phase gas flow in a Seal pot of a Flare Network. Seal pots is one of the most important equipment in the Flare network, which is responsible for stacking gas flares. The inadequate functioning of this equipment will result in fluctuations in outlet pressure, environmental pollution, and increased probability of explosion in the network. In order to solve the problem, a new geometry was proposed by applying changes to the geometry of the existing liquid abandoned reservoir. Both designs were modeled and simulated using Ansys Fluent software with a fluid volume multi-phase model. The simulation results showed that under the same conditions, the older design in the lower reaches dose not function property and has operational malfunction. This defect is less common in the newer model, which can be corrected by applying minor changes to the corresponding buffer.
    Keywords: Two-phase flow, Flare, Seal Pots, numerical simulation
  • Hadi Poortalari, Farshad Varaminian *, Javad Karimi Sabet Pages 62-80

    In this study, a multicomponent industrial column for separating i-butane/n-butane is simulated based on multicomponent efficiencies. Simulations are performed at steady state with the calculation of Murphree point and plate efficiencies of individual components. The multicomponent point efficiencies are computed using the multicomponent mass transfer and the two-film theory. The plate efficiencies are calculated from point efficiencies when the degree of mixing in the plates have been determined. Finally, the plate efficiencies incorporate into the equilibrium relations. As the description of liquid mixing on the plates plays an important role in the prediction of efficiencies, in the present work various liquid mixing models are investigated and results for the composition of products and temperature profile are compared with reported measured data. Comparisons confirm that the partial liquid mixing and plug flow models are able to predict column condition with good accuracy, so that the discrepancy between the experimental data and simulation results is about 0. 5% and 21% for the plate temperatures and composition of products, respectively.

    Keywords: Multicomponent distillation, Modified Equilibrium Modeling, Murphree Efficiency, Stage Efficiency, Liquid Mixing Model, Two film model, Multicomponent Mass Transfer
  • Soheila Niazmand Aghdam *, Faramarz Afshar Taromi Pages 81-90
    The main purpose of project is adding graphene oxide nanoplates (0.1 up to 0.75 wt. %) to the polyether sulfone membrane in order to increase the hydrophilicity of membrane that increases the permeation flux and reduces fouling properties. To investigate of efficiency of membranes, distilled water and oil in water emulsions were used as feed of process. It was observed that when nanoplates of GO with the amount of  0.5 wt.% added to the polymer solution, the permeation flux enhanced from 96 up to 139 Kg/m2 h  and 96.12 percentage of rejection (COD) was achieved. The difference of first and last fluxes decreased which show the reduction in the membrane fouling. But with adding more than 0.5 wt. % of GO, properties and efficiency of membranes because of higher viscosity decreased. Therefore, membrane embedded 0.5 wt. % GO indicates not only higher and effective performance but also reduced fouling properties.
    Keywords: Polyether sulfone, Graphene oxide, Oil in water emulsion, Membrane, Fouling