فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 27 (فروردین و اردیبهشت 86)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 27 (فروردین و اردیبهشت 86)

  • 135 صفحه، بهای روی جلد: 10,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1386/02/11
  • تعداد عناوین: 16
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • صفحه 3
    یکی از نیازهای هر ساختمانی، تامین سرمایش آن در فصل تابستان است که در ساختمان های بزرگ معمولا با استفاده از چیلر انجام می پذیرد. استفاده از سیستم های ذخیره سازی سرما، هم به عنوان روشی به منظور جابجایی بار و هم به عنوان روشی جهت کنترل بار در فصل گرما مطرح می باشد. در این مقاله به اصول برآورد بار سرمایشی و انتخاب چیلر همراه با ذخیره سازی سرما برای ساختمانها پرداخته شده است. برای پیدا کردن ظرفیت چیلر با ذخیره سازی، نیاز به محاسبه بار سرمایشی ساختمان در ساعات مختلف روز می باشد که بعنوان یک مطالعه موردی، این محاسبات برای ساختمان دانشکده فنی مهندسی دانشگاه اصفهان انجام شده و با استفاده از نمودار بار برودتی ساعتی و ظرفیت ثابت بدست آمده برای چیلر مورد نظر، محاسبات ظرفیت ذخیره سازی یخ انجام و حجم مخازن ذخیره سازی برآورد گردیده است. نتایج محاسبات بیانگر آن است که با تولید و ذخیره سازی یخ، ظرفیت چیلر مورد استفاده کاهش یافته و حدود 37-21 درصد صرفه جویی در مصرف برق امکانپذیر می باشد. ضمنا بدلیل کاهش ظرفیت، سرمایه گذاری اولیه سیستم های تبرید با ذخیره سازی یخ، بیشتر از سیستم های تبرید متداول نخواهد بود.
    کلیدواژگان: ذخیره سازی یخ، صرفه جویی انرژی، بار سرمایشی، چیلر
  • صفحه 17
    امروزه با توجه به رشد فزاینده نیاز به بنزین مرغوب در سطح دنیا، لازم است در جهت توسعه و تاسیس بیشتر واحدهای تبدیل نفتا به بنزین مرغوب اقدامات جدی صورت گیرد. لذا با توجه به توسعه ای که فرایندهای تبدیل کاتالیستی نفتا در سال های اخیر داشته است، در این مقاله سعی شده که ابتدا سابقه و روند کلی فرایند ذکر شده و سپس واکنش های صورت گرفته و کاتالیزورهای مورد استفاده و مکانیزم واکنش ها معرفی شوند. در ادامه با بیان انواع فرایندهای متداول تجاری از جمله فرایندهای بستر ثابت، بستر متحرک، هیبریدی و مقایسه شرایط عملیاتی و اقتصادی، نقاط قوت و ضعف هر کدام مورد بحث قرار گرفته اند. در این بررسی نتیجه شده است که فرایندهای بستر متحرک نسبت به دیگر فرایندها اگرچه سرمایه اولیه بالاتری نیاز دارند ولی کمیت و کیفیت بنزین حاصل در آن بیشتراست. بطوری که با ظرفیت تولید یکسان، محصول حاصل از فرایند بستر متحرک دارای ارزشی بیش از دو برابر محصول بستر ثابت است، در صورتی که مجموع هزینه های اولیه و جاری فرایند بستر متحرک فقط حدود 40% بیشتر از بستر ثابت است.
    کلیدواژگان: ریفرمینگ نفتا، بنزین، عدد اکتان بالا
  • صفحه 32
    فرایند تعویض یون، یکی از فرآیندهای مهم جداسازی جهت بازیابی اسیدهای آلی توسط رزین های تبادل یونی می باشد. رزین های تبادل یونی عموما بطور مصنوعی ساخته می شوند و بر پایه قالبی غیر محلول از یک پلیمر بزرگ معمولا پلی استایرن استوار هستند. در میان رزین های تبادل یونی آزمایش شده، نتایج نشان داده است که از میان رزین های نوع آنیونی قوی، امبرلایت IRA-400 جهت بازیابی اسید لاکتیک مناسب می باشد. در کار تجربی حاضر، راندمان جداسازی اسید لاکتیک در یک ستون کروماتوگرافی با قطر 10 میلی لیتر و بطول 40 سانتیمتر و در دمای 45 درجه سلسیوس مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر دبی حجمی شوینده های آب مقطر و اسید سولفوریک یک نرمال بر روی راندمان بازیافت اسید لاکتیک مورد بررسی قرار گرفت. بطورکلی، نتایج نشان داده است که راندمان باز یافت اسید لاکتیک در بهترین دبی حجمی 96 در صد حاصل شده است.
    کلیدواژگان: ستون جذب سطحی، تبادل یونی، اسید لاکتیک، امبرلایت IRA، 400، راندمان
  • صفحه 39
    در این مطالعه عملکرد یک خشک کن بستر سیال بر اساس دو مدل اختلاط کامل غیر یکنواخت و توزیع طولی، مورد مدل سازی قرار گرفته و معادلات حاکم بر اساس قوانین بقا شامل قوانین بقای جرم و حرارت و معادلات مربوط به هیدرودینامیک این نوع سیستم ها تبیین گردیده و با روش عددی حل گردیده است. جهت افزایش کارآئی مدل ریاضی معادلات حاکم برای دو حالت رطوبت سطحی و درونی استخراج شده تا مدل ریاضی از قابلیت کافی برای بررسی خشک شدن ذرات دارای رطوبت درونی نیز برخوردار گردد. پس از اطمینان از صحت و دقت نسبی مدل ریاضی که با توجه به تغییرات کیفی پارامترهای مورد جستجو و روند تغییرات پارامترهای قابل پیش بینی نظیر دمای ذرات در حال خشک شدن حاصل گردیده است، تاثیر تغییر پارامترهای عملیاتی شامل سرعت گاز ورودی، دمای گاز ورودی و رطوبت گاز ورودی بر عملکرد این نوع سیستم ها مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نوع مدل مورد استفاده و در دسترس نبودن داده های آزمایشگاهی و تجربی کافی امکان بررسی کمی نتایج میسر نگردید. با این وجود با توجه به نتایج مدل که کاملا منطبق با اصول پدیده انتقال جرم وحرارت همزمان می باشد نتایج این مدل می تواند در تحلیل رفتارهای سیستم های بستر سیال مورد استفاده در عملیات خشک کردن مورد استناد قرار گیرد.
    کلیدواژگان: ستون مدل سازی، بستر سیال، خشک کن
  • صفحه 54
    اکنون بیش از نیمی از انرژی جهان بوسیله سوخت های تجدید ناپذیر فسیلی تامین می شود. لذا بازیافت انرژی، مصرف بهینه انرژی، و شناخت و بکارگیری منابع جدید انرژی از اهمیت زیادی به لحاظ مسائل اقتصادی و زیست محیطی برخوردار است. ایستگاه های تقلیل فشار گاز از واحدهایی هستند که انرژی زیادی در آنها به هدر می روند. برای کاهش هزینه های احداث سیستم انتقال گاز از پالایشگاه های گاز تا محل مصرف، فشارگاز پس از پالایش بوسیله کمپرسور افزایش می یابد و فشار آن پیش از مصرف بوسیله شیرهای فشارشکن نصب شده در ایستگاه های تقلیل فشار گاز، کاهش می یابد. در این مرحله انرژی موجود در جریان گاز پر فشار به هدر می رود. در سیستم های جدید به جای شیر فشارشکن از توربین انبساطی جهت استحصال انرژی موجود در جریان پر فشار گاز استفاده می شود و علاوه بر کاهش فشار گاز، انرژی دورانی تولیدی برای به حرکت درآوردن ژنراتور الکتریکی استفاده می شود. این فن آوری به تبدیل فشار به انرژی (PIP) موسوم است. در این مقاله ضمن معرفی روش PIP، مقایسه ای از عملکرد دو سیستم شیر فشارشکن و توربین انبساطی به کمک شبیه سازی ارائه می شود و میزان توان الکتریکی تولیدی در سیستم توربین انبساطی برای محدوده های مختلفی از فشار و دبی ورودی برآورد می گردد. براساس بررسی اقتصادی بعمل آمده، بکارگیری این سیستم با منظور کردن بازده 96% برای ژنراتور، $/kW 1600 به عنوان هزینه احداث ایستگاه، و $/kWh 12/0 برای ارزش برق تولیدی، زمان بازگشت سرمایه برای حدود 2 سال و محدوده فشار psi700 تا psi1200 و شدت جریان Nm3/day 900000، برآورد گردید.
    کلیدواژگان: ایستگاه تقلیل فشار، شیر فشارشکن، Pressure Into Power(PIP)، توربین انبساطی، شبیه سازی
  • صفحه 65
    در این تحقیق به کمک خشک کن سینی دار آزمایشگاهی، منحنی های خشک شدن سه نوع محصول طبیعی (گوجه فرنگی، سیب زمینی و سیر) در شرایط متفاوت تعیین شده اند. سپس ضرایب مدل های ریاضی مختلف موجود در مراجع براساس این داده های آزمایشگاهی برآورد شده اند. میانگین خطای نسبی مطلق برای هفت معادله بکار رفته در همه آزمایش ها محاسبه شد که مقدار آن بین 953/0 تا 95/11 درصد بود. بر اساس این خطا بهترین معادله برای هر ماده انتخاب شده است.
    کلیدواژگان: منحنی خشک شدن، گذراندن منحنی، مدل ریاضی، رطوبت، محصول کشاورزی
  • صفحه 84
    در این مطالعه، حذف ترکیبات فرارآلی (voc) از هوای آلوده با استفاده از ازن روی کاتالیست پلاتین مورد بررسی قرار گرفته است. تولوئن به عنوان یک آلاینده قوی شناخته شده از ترکیبات فرار انتخاب شده است. فرایند اکسیداسیون ترکیبات فرار آلی بر روی کاتالیست پلاتین به عواملی از قبیل دبی هوای آلوده، غلظت تولوئن اولیه، دبی ازن، دما و میزان سطح کاتالیست پلاتین بستگی دارد که در مطالعه حاضر دبی هوای آلوده در 100 میلی لیتر در دقیقه، دبی ازن در 50 میلی لیتر در دقیقه و غلظت تولوئن اولیه ثابت در نظر گرفته شده و تاثیر تغییر دما و غلظت ازن بر میزان حذف تولوئن بررسی شده است. نتایج بیانگر آن است که میزان حذف تولوئن با استفاده از ازن خیلی بیشتر از حالتی است که از ازن استفاده نگردد. با توجه به اینکه حذف کامل تولوئن (حذف 100%) با حضور کاتالیست پلاتین در دماهای پایین نیز قابل حصول است حذف ترکیبات فرارآلی در حضور ازن به علت عملکرد قوی و کیفیت اکسیدکنندگی بالا در حذف آلاینده های محیط زیست، از لحاظ اقتصادی و فرایندی اهمیت خاصی دارد. زیرا می توان آلاینده های هوا را در دمای محیط حذف نمود.
    کلیدواژگان: ترکیبات فرار آلی (voc)، ازن، پلاتین، تولوئن، اکسیداسیون
  • صفحه 93
    در این مطالعه، با استفاده از یک خشک کن انجمادی ساده، به بررسی منحنی خشک شدن گل رز پرداخته شده است. جهت انجماد گل از پودر خرد شده یخ خشک استفاده شده است که می تواند دمای گل را تا دمای C5/78- پایین بیاورد. جهت تصعید رطوبت یخ زده گل از یک آون خلاء استفاده شده است. پمپ خلاء موجود قادر است فشار محفظه را به کمتر از 01/0 اتمسفر زیر نقطه سه گانه آب برساند. منحنی خشک شدن گل در خشک کن انجمادی برای دو نمونه از گل رز بدست آمده است. مراحل اولیه و ثانویه خشک شدن دو نمونه گل گزارش شده است. نتایج نشان می دهد در شرایط ثابت عملیاتی، با تغییر وزن نمونه، مرحله اولیه خشک شدن دیرتر به پایان می رسد. همچنین در فشار ثابت، افزایش دمای محفظه خشک کن می تواند سرعت خشک شدن انجمادی را افزایش دهد.
    کلیدواژگان: خشک کن انجمادی، گل رز، انجماد سریع، تصعید، آزمایشگاهی
  • صفحه 98
    بر اساس شکل گیری فرآیندهای منتهی به تولید در یک کارخانه، نوع تکنولوژی و کیفیت محصول مصرف انرژی در بخش های صنعتی تعیین می شود. جریان انرژی، آب و مواد سهم بزرگی بر هزینه تولید دارند؛ چنانکه حداقل شدن هزینه تولید تحت تاثیر این عوامل است. اگرچه افزایش حجم عملیات فرآوری باعث افزایش سهم انرژی و مواد می شود ولی بهره برداری بهینه از تاسیسات و تجهیزات برای تولید کالا از هرزروی این عوامل می کاهد.کل مصرف انرژی در بخش صنعت ایران حدود 30 درصد از کل مصرف نهایی انرژی کشور بوده و در این میان حدود 80 درصد از کل مصرف انرژی بخش صنعت به کارگاه های صنعتی بزرگ اختصاص دارد. در صنایع کاغذسازی نیز فرآیندهای مختلفی به کار می روند که بواسطه انرژی بر بودن تمام فرآیندهای موجود، این صنعت به عنوان یکی از صنایع بشدت انرژی بر شناخته شده است؛ بطوری که در آمریکای شمالی در بین تمام صنایع مقام سوم را از نقطه نظر مصرف انرژی دارا می ‎باشد.در این مقاله ضمن بررسی اجمالی فرآیندهای تولید در صنایع کاغذ و سلولزی به وضعیت مصرف انرژی در کارخانه های کاغذسازی ایران و مقایسه آن با کشورهای دیگر پرداخته می شود. در این راستا انواع فرآیندهای تولید، آمار و سوابق تولیدی و نهایتا امکانات و روش های صرفه جویی، محل های اتلاف انرژی و روش های کاهش تولید آلاینده ها بیان می گردد.
    کلیدواژگان: جریان انرژی، کاغذسازی، مصرف انرژی ویژه (SEC)
  • معرفی، اخبار و گزارش ها
  • اخبار
    صفحه 122
  • گزارشی از فعالیت های انجمن مهندسی شیمی ایران- شعبه غرب کشور
    صفحه 124
  • معرفی کتاب
    صفحه 128
|
  • A. Ahmadi Hatamipour Page 3
    Cooling is one of the primary needs of each building in summer that usually meets by mechanical chillers. Cooling storage systems can be used as an efficient way for peak shaving of electrical energy consumption.In this article, the principles of cooling load estimation and design of an ice storage system is described, and a case study calculation is made for building no. 1 of engineering college of Isfahan university.The results of calculations showed that by use of cooling storage systems, the capacity of chiller can be decreased and the fixed capital cost of this system is less than traditional chillers.
  • Mohammad Mahdavian, Shohreh Fatemi Page 17
    Nowadays, with worldwide increasing demands of the high qualitative gasoline, it is necessary to establish the new naphtha reforming units and develop the traditional units to the high efficiency processes. So in this article, first history and overall process scheme was expressed then reactions, catalysts and mechanisms are explained. Further by comparing between operating and economical condition in regular trading processes, such as fixed bed, moving bed and hybrid systems, advantage and disadvantage for each one is presented. It is concluded that in spite of higher capital investment of moving bed processes, the product has higher quality and quantity in comparison to the fixed bed reactors. At the same yield capacity of these processes, the product cost from moving beds is twice more than the fixed beds whereas the total investment is only 40% higher than the other.
  • S. A. Ghorbanian, H. Abolghasemi, M. A. Moosavian, M. Ghannadi Page 32
    Adsorption process is one of important separation processes for recovery of organic acids with ion exchange resins. Generally ion-exchange resins are made on matrix non soluble long polymer, usually polystyrene. The results have indicated among strongly anionic resins, Amberlite IRA-400 is suitable for recovery of Lactic Acid. In the present work, efficiency of lactic acid recovery in 10/40 chromatographic column in 45 °C was studied. Also the effect of volumetric flow rate for washing of resin with distilled water and normal sulfuric acid and the recovery efficiency was obtained. Generally the results have indicated in the best volumetric flow rate, the recovery efficiency was obtained almost 96%.
  • A. Rahimi, Z. Hosseini, S. Gholamalipour Page 39
    In present study two different mathematical models consisting of differential equations for energy, momentum and material exchange are developed in order to predict the performance of a fluidized bed dryer. In order to approach a realistic model the existing of surface and internal moisture is considered too. The validity of the models was examined by comparing the results of models by existing data reported in the literature [1]. The predicted final temperature of particles, and final moisture content are in good agreement with the experimental data. Finally the effects of various operating parameters including: gas velocity, gas temperature and gas humidity on final moisture content of the product were investigated.
  • M. Mahjoob, A. Mehrabani, V. Moradi, A. Heshmati Page 54
    Currently more than half of used energy in world is supplied by non-renewable energy of fossil fuels. Recovery of energy, optimum energy consumption, recognition and utilization of new energy sources are very important due to economical and environmental protection aspects. In order to reduce costs of gas transfer system from gas refineries to consumption units, the gas flow pressure is increased via compressors. Prior to consumption of gas, its pressure is reduced in gas pressure regulating stations by pressure reduction valves. This form of pressure reduction wastes a considerable amount of energy that contain in high pressure gas flow. For recovery of the pressurized gas flow energy, instead of pressure reduction valves, expansion turbines are implemented. These systems not only reduce the gas flow pressure, but also convert the pressure energy into rotational energy. This energy in the next stage is converted to electrical one via an electric generator. Technology for conversion of gas flow pressure to energy is known as PIP. In this paper, this method is introduced and operation of two pressure reduction systems of the valve and expansion turbine is evaluated and compared. Also based on simulation, the produced electrical power for different range of gas flow rates and pressure is evaluated. By considering efficiency of 96% for power generator, 1600 $/kW as capital cost for gas pressure regulating stations, and 0.12 $/kWh for price of generated electrical power, the capital cost return time is estimated about 2 years.
  • M. Nikzad, K. Movagharnejad, H. Sadeghi Page 65
    The work involves experimentation on drying of three natural product (tomato, potato and garlic) in a tray dryer covering different variables like power of heater and air flow velocity. The data are modeled using mathematical models. The drying curves obtained were processed to find the most convenient one among 7 different mathematical models. The empirical constants and coefficient were determined. MRAE were used to determine the consistency of the fit. These values are among 0.953% and 11.95%.
  • A. Berenjian, A. Khodiev Page 84
    In this paper elimination of Volatile organic compounds(VOC) from polluted air using Platina catalyst has been studied. Toluene which is known as one of the major pollutant has been selected from variety range of volatile compounds in order to conduct the experiment. The process of oxidation of volatile compounds over the Platina catalyst is directly affected by factors such as flow rate of polluted air, concentration of initial Toluene, flow rate of Ozone, temperature and the area occupied by the Platina catalyst. in this study the flow rate of polluted air has been assumed 100 cc/min and the ozone flow rate is 50cc/min.the concentration of the Toluene is assumed constant and also the effect of temperature and concentration of ozone over the level of elimination of toluene has been studied. the results propose that elimination of toluene using ozone is more than the time when the ozone is not used. Considering that the perfect elimination of the ozone in lower temperature is achievable, elimination of volatile compound in existence of ozone due to its high oxidation ability has a considerable importance in terms of the process and being more economical. Also using these method air pollutants will be removed in lower temperature.
  • F. Shams, F. Aghili, S.H. Hashemabadi Page 93
    In this work, with a simple freeze dryer has been reported drying curve of roses. Powdered dry ice which has -78.5 ºC sublimation temperature, has been used for freezing cycles and vacuum oven as freeze drying chamber. During the process, the pressure of chamber has been kept below the triple point of water (< 0.01 atm). Primary and secondary stages of drying for two samples of roses in drying curve have been specified. The results show in constant drying condition, sample weight affects the drying curve and in constant chamber pressure, increasing of temperature decreases the drying time.
  • J. Shayegan, B. Kashanizadeh Page 98
    Based on process combinations, kind of technology and product quality, the energy cousumplian is will be evaluated. Energy flow, water and raw material have big share on production cost, thus minimized cost depend on this factor. Although additional refining process cause more energy usage but optimal equipments operation decrease losses. Total industrial energy consumption in Iran is about 30% of total final energy and about 80% of industrial energy consumption allot to large industrial work places. In pulp and paper industries several processes are applied that lead to these manufacture are categorized in severe energy consumption industries as in North America it was ranked third among all industries in energy usage. Here after paper production process studying, Iran energy consumption was compared with others and base on this, kind of production process, stochastic and historical production and finally energy save opportunity, loss placements and pollution reduction are stated.