فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 45 (بهمن و اسفند 1388)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 45 (بهمن و اسفند 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/12/20
  • تعداد عناوین: 13
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • سیدمحسن پیغمبرزاده، آرش مراحل، محمد محسن سرافراز صفحه 3
    در این پژوهش، عملکرد یک کانال گرمایش با بهره گیری از معادله بقای انرژی و استفاده از قانون استفان-بولتسمان در تابش، قانون فوریه در رسانش و قانون سرمایش نیوتن در جابجایی، مدلسازی گردید. کانال به چند عامل (سازه) با طولهای برابر تقسیم شد، هر قسمت به طور مجزا مورد مطالعه قرار گرفت و خواص فیزیکی بر اساس دمای هوا در هر عامل خوانده شد. معادلات به دست آمده با روش تفاضل محدود حل شد و دمای هوا، دمای جداره داخلی و خارجی کانال، ضرایب انتقال گرمای جابجایی داخلی و خارجی و میزان شار انتقال گرما در هر عامل محاسبه گردید. سپس با تغییر شدت جریان هوای ورودی، قطر کانال و جنس کانال اثر این پارامترها مورد بررسی قرار گرفت. در آخر بهترین شرایط برای گرمایش معرفی شد. از این نتایج و از این روش مدلسازی می توان برای طراحی تبادلگرهای گرما و افزایش بازدهی آنها استفاده کرد.
    کلیدواژگان: کانال گرمایش، تحلیل عددی، خواص فیزیکی متغیر، روش تفاضل محدود
  • معصومه نصرالله زاده، نظام الدین اشرفی زاده صفحه 14
    مصرف کود شیمیایی یکی از نیازهای حیاتی گیاه را تامین می کند. کمبود عناصری همچون ازت، فسفر، پتاسیم، گوگرد و سایر عناصر مورد نیاز گیاه می تواند از طریق کودهای شیمیایی تامین گردد. مواد اولیه مورد نیاز فراوری کودهای شیمیایی عمدتا شامل گاز طبیعی و برخی مواد معدنی است که خوشبختانه در طبیعت ایران به وفور یافت می شوند. وجود منابع طبیعی متعدد و متنوع و همچنین دسترسی به منابع انرژی ارزان قیمت، پتانسیل بسیار مناسبی را برای گسترش و توسعه صنایع کود شیمیایی کشور فراهم کرده است. برای شناسایی و تعیین ظرفیت بازارهای مصرف داخلی و منطقه ای، مراجعه به آمار تولید و مصرف کود شیمیایی در کشورهای منطقه لازم و ضروری است.
    در این مقاله سعی شده است انواع کودهای شیمیایی معرفی شوند و بازار تولید و مصرف آنها در ایران مورد نقد و بررسی قرار گیرد. چنین تحقیقی می تواند با شناسایی پتانسیل های موجود در بازارهای داخلی و منطقه ای، امکان توسعه و رشد سرمایه گذاری و همچنین ایجاد بازار کار برای نیروهای جویای کار را در این بخش از صنایع شیمیایی مورد ارزیابی قرار دهد.
    کلیدواژگان: کود شیمیایی، تغذیه گیاه، ازت، فسفر، پتاسیم، گوگرد
  • حسن هاشمی پور رفسنجانی، فهیمه نخعی پور، فاطمه پیرو موسوی صفحه 30
    امروزه ذخیره سازی هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی پاک و تجدید پذیر اهمیت بالایی دارد. جذب بر روی جاذبهای سطحی از روش های موثر در این ذخیره سازی است. در این مقاله استفاده از انواع مواد کربنی نانوساختار به این منظور بررسی شده است. عموما نانو لوله های کربنی به دلیل سطح ویژه نسبتا کم، امکان جذب بالای هیدروژن را ندارند ولی با انجام اصلاحاتی، می توان میزان جذب را در آنها بهبود داد. از جمله این اصلاحات، آغشته سازی با فلزاتی چون Li، اصلاح شیمیایی با KOH و یا حرارت دادن در دماهای C 500-400 است. نانوشیپوره ها سطح ویژه بالاتری نسبت به نانولوله ها دارند و بعد از اصلاحات حرارتی یا شیمیایی که منجر به باز شدنشان می شود میتوانند به سطح ویژه ای در حدود m2/g 1900 برسند و در این شرایط، تا 4 درصد وزنی،هیدروژن جذب کنند. فولرین ها می توانند با جذب مولکول های هیدروژن درون ساختار مولکولی خود و یا با ایجاد هیدرید فولرین و یا با تغییر نانوساختار آن به ظرفیت جذب بالایی برسند
    کلیدواژگان: هیدروژن، جذب سطحی، نانولوله های کربن، نانوشیپوره، فولرین
  • مرتضی زیودار، مسعود حق شناس فرد، بهاره تنهایی، علی آیتی صفحه 42
    در این تحقیق، پارامترهایی از قبیل تجمع مایع، افت فشار خشک و افت فشار دو فازی به کمک تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی برای چهار نوع آکنه ساختار یافته ملاپک نوع یک و دو1، فلکسیپک2 و جمپک3 محاسبه شده است. جهت تعیین افت فشار خشک، یک مدل سه بعدی و برای محاسبات دو فازی، یک مدل دو بعدی در نظر گرفته شد. نتایج تجمع مایع و افت فشار خشک حاصل از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی برای محاسبه افت فشار دو فازی بصورت غیر مستقیم بکار گرفته شده اند. با توجه به نتایج بدست آمده دراین تحقیق، مقدار متوسط ضخامت فیلم مایع در ناحیه زیر انباشتگی برای آکنه های ملاپک نوع دو، فلکسیپک، جمپک و ملاپک نوع یک، به ترتیب، 324/0، 1028/0، 34/0 و 3232/0 میلیمتر است. مقدار متوسط تجمع مایع درناحیه زیر انباشتگی 62/7%، 24/4%، 77/3% و 55/7%، به ترتیب، برای آکنه های ملاپک نوع دو، فلکسیپک، جمپک و ملاپک نوع یک است.
    بطور کلی مطابقت خوبی بین داده های آزمایشگاهی و نتایج بدست آمده در این تحقیق وجود دارد بطوریکه می توان نشان داد که مدلهای ارائه شده در این تحقیق می توانند بخوبی برای پیشگویی پارامترهای هیدرودینامیکی در آکنه های ساختار یافته بکار روند.
    کلیدواژگان: دینامیک سیالات محاسباتی، آکنه های ساختار یافته، تجمع مایع، افت فشار خشک، افت فشار دو فازی
  • امیر ایران نژاد، سید سیامک اشرف تالش، شهره فاطمی، پیمان عمرانی، امین سالم صفحه 55
    یکی از جدیدترین روش های جداسازی مولکولهای سبک، روش فرایند جداسازی به وسیله غشاء است. مهمترین مساله در این فرایند استفاده از غربال مولکولی مناسبی است که بتواند در فشارهای متوسط و در دمای محیط، بالاترین گزینش پذیری را داشته باشد. در این مقاله با هدف خالص سازی گاز طبیعی از دی اکسید کربن و همچنین جداسازی دی اکسید کربن از هوا، ابتدا به بررسی ساختار غربالهای مولکولی زئولیتی و شبه زئولیتی، سپس کاربرد این غربالهای مولکولی در فرایند جداسازی به وسیله غشاء پرداخته شده است. در این مطالعه به مقایسه غشاءهای زئولیتی و شبه زئولیتی در جداسازی گازهای سبک بر اساس پارامتر فاکتور جداسازی پرداخته می شود. نتایج حاصل از این بررسی مبتنی بر مرور مراجع نشان می دهد که برای جداسازی مخلوط دی اکسید کربن- نیتروژن، غشاءهای زئولیت T و غشاءهای نوع Y، برای جداسازی مخلوط دی اکسید کربن- متان، غشاء های زئولیت T و 34SAPO- بالاترین فاکتور جداسازی را نشان داده اند.
    کلیدواژگان: : گاز طبیعی، جداسازی، غشاء، غربالهای مولکولی، فاکتور جداسازی
  • میثم تراب مستعدی، سید جابر صفدری، سید محمد علی موسویان، محمد قنادی مراغه صفحه 71
    در این مقاله ضریب کلی حجمی انتقال جرم در یک ستون استخراج میکسر- ستلر هنسون در مقیاس نیمه صنعتی با استفاده از سیستم های تولوئن- استون- آب و بوتیل استات- استون- آب اندازه گیری شده است. اثر پارامترهای عملیاتی نظیر سرعت اختلاط، دبی فازهای پراکنده و پیوسته و ورودی کلی مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که اثر آنها بر عملکرد انتقال جرم ستون قابل توجه است. با استفاده از مساحت سطح مشترک، مقادیر ضریب کلی انتقال جرم فاز پیوسته با به کارگیری ضرایب کلی حجمی محاسبه شدند. یک رابطه تجربی بر پایه اعداد شروود و رینولدز برای پیش بینی ضریب کلی انتقال جرم فاز پیوسته در این ستون استخراج گردید و مشاهده شد که مقادیر بدست آمده از رابطه پیشنهادی توافق بسیار خوبی با داده های تجربی دارد.
    کلیدواژگان: ضریب کلی انتقال جرم، میکسر، ستلر (مخلوط کن - ته نشین کن) هنسون، مساحت سطح مشترک، موجودی فاز پراکنده
  • سید سیاوش مدائنی، معصوم معصومی، وحید کاظمی صفحه 78
    در این مقاله هزینه های فرایند غشایی اسمز معکوس در ایران جهت تصفیه آبهای سطحی و آب دریا با هم مقایسه شده اند. همچنین، هزینه های فناوری غشائی اسمز معکوس و فناوری حرارتی تقطیر کننده های چند اثر (MED)1 در ایران با همدیگر مقایسه شده اند. پارامترهای مقایسه بر اساس قیمت ها در ایران ارائه شده اند.هزینه های فرایند غشائی با روش وربن و ووترز2 و هزینه های فرایند تقطیری با روش هیشام اتونی3 محاسبه شده اند. در این مقاله همچنین مقایسه ای بین هزینه های فرایند غشائی در ایران و کشورهای اروپایی صورت گرفته است.
    بر اساس محاسبات صورت گرفته با استفاده از غشاء هزینه تصفیه آب دریا بیشتر از آبهای سطحی بدست آمد، همچنین هزینه های عملیاتی، ثابت و در نتیجه هزینه های کل برای فناوری غشائی کمتر از هزینه های فناوری تقطیری است. هزینه های ثابت در ایران گرانتر از کشورهای اروپایی اما هزینه های عملیاتی در ایران کمتر از کشورهای اروپایی است.
    کلیدواژگان: اسمز معکوس، تقطیر، هزینه های جاری، هزینه های ثابت
  • محمد ذبیحی، علی احمدپور، علی حقیقی اصل صفحه 85
    امروزه بشر با دستیابی به علم و فناوری های جدید اگرچه ابزار زندگی بهتری را برای خود فراهم نموده است، لیکن از سوی دیگر باعث تخریب و به خطر انداختن محیط زندگی خود نیز شده است. یکی از آلودگی های محیط زیست که همواره بشر و دیگر موجودات زنده را تهدید می کند آلودگی ناشی از یون جیوه است که در این مقاله به بررسی جذب سطحی این ماده سمی و عوامل موثر بر آن پرداخته شده که مهمترین آن ها عبارت اند از: تغییرات دما و pH محیط، اثر غلظت اولیه مادرآب و مواد تلقیح دهنده جاذب. از موثر ترین روش های حذف این یون سمی از فازهای گاز و مایع، تکنیک جذب سطحی توسط جامدهای متخلخل است که در این میان، جاذب های کربنی نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند. با توجه به اهمیت موضوع مذکور، در مقاله حاضر، عوامل موثر در حذف جیوه از فاز مایع توسط جاذب های کربنی مورد بررسی قرار گرفته اند. در میان این عوامل، اندازه کوچکتر ذرات جاذب، روزنه های ریز زیاد در ساختار آن، بالا بودن pH محیط و افزایش غلظت اولیه جیوه، باعث بالا رفتن میزان جذب جیوه از فاز مایع می شوند.
    کلیدواژگان: جذب سطحی، جیوه، کربن فعال، فاز مایع
  • محمدحسین فاتحی، جلال شایگان صفحه 95
    در فرایند پوسانش کرمی1، گونه های خاصی از کرم خاکی به همراه سایر ریزاندام ها عملیات تجزیه و تثبیت انواع مختلفی از پسماندهای آلی را به دو صورت فیزیکی و زیست شیمیایی انجام می دهند. فرایند فیزیکی شامل هوادهی، اختلاط و خردکردن مواد و فرایند زیست شیمیایی متاثر از فعالیت میکروبی و ترشحات آنزیمی درون روده و معده کرم هاست (همانند یک زیست راکتور). محصول این روش (کرم پوسانه)2 دارای مقدار زیادی مواد هیومیک است که کاربردهای مهمی مانند جذب یون های فلزی و هیدروکربن های حلقوی سنگین را برای آن به وجود می آورد. درصد مواد مغذی و هورمون های رشد مورد نیاز جهت استفاده گیاهان در این محصول، چندین برابر خاک معمولی بوده و تاثیر آن بر بهبود رشد گیاهان به اثبات رسیده است. از کرم پوسانه به عنوان یک ماده بهبوددهنده خواص خاک استفاده می شود. عدم وجود بو و عوامل بیماری زا، ظاهر طبیعی و ساختار فیزیکی مطلوب در کرم پوسانه از دیگر مزایای آن است. در مقایسه با روش های رایج پوسانش، کیفیت محصول فناوری پوسانش کرمی بهتر و زمان لازم برای رسیدن به آن کمتر است. از این فرایند می توان برای تثبیت لجن تصفیه خانه فاضلاب و تبدیل آن به یک ماده بی ضرر برای محیط زیست استفاده کرد.
    کلیدواژگان: پوسانش کرمی، کرم های پوسانه ساز، کرم پوسانه و کاربردهای آن و پسماندهای آلی
  • فرم عضویت
    صفحه 103
  • صفحه 105
  • صفحه 107
|
  • S. M. Peyghambarzadeh, A. Marahel, M. M. Sarafraz Page 3
    In this investigation, mathematical modeling of a duct heater has been performed using energy conservation law, Estefan-Boltzman law in thermal radiation, Fourier’s law in conduction, and Newton’s law of cooling in convection. The duct was divided to some elements with equal length, each element has been studied separately and physical properties in each element have been used on the basis of its temperature. Derived equations have been solved using finite difference method and consequently air temperature, duct internal and external wall temperatures, internal and external convection heat transfer coefficients, and the quantity of heat transferred have been calculated in each element. Then with changing inlet air flow rate, duct diameter and duct material of construction, effects of the aforementioned parameters have been studied. Finally the best condition for heating has been introduced. These results and modeling can be used in heat exchangers design and for improvement of their efficiency.
  • M. Nasrollahzadeh, S. N. Ashrafizadeh Page 14
    Chemical fertilizers provide one of the vital requirements to the plants. Shortage of some necessary elements such as nitrogen, phosphorous, potassium, sulfur and other elements in the soil can be compensated through the application of chemical fertilizers. Raw materials for the production of chemical fertilizers is mainly natural gas and some minerals which fortunately are highly abundance in Iran. Presence of various natural resources as well as the relatively non-expensive energy costs in Iran, has provided a great potential for the development of fertilizer industries. In order to identify the capacity of the national and regional consumption markets, it is necessary to refer to the supply and demand statistics in the regional countries.In this study, it has been attempted to introduce the various types of chemical fertilizers and review the statistics on their national supply and demand. Such a study, through identification of potentials in domestic and regional markets, might facilitate the investment in this sector of chemical industries as well as boosting the job opportunities for young educated engineers.
  • H. Hashemipour Rafsanjani, F. Nekhei, F. Payro Moosavi Page 30
    Today, hydrogen storage as a clean and renewable energy source has main rule in the energy saving studies. Adsorption of hydrogen molecules on the adsorbent surface is an effective method in this point. In this paper, application of nanostructure carbon metrials such as carbon nanotubes, nanohorns and fullerene molecules in the hydrogen adsorption are investigated. Generally Nanotube carbons have low specific surface area and therefore have low affinity in hydrogen adsorption, but this affinity can improve. Some examples of these improvements are impregnation with metals such as Li, chemical treatment with KOH and heat treatment in temperature 400-500 oC. Nanohorns have higher specific surface area than nanotubes and their surface area can improve to 1900 m2/gr by means of heat treatment. In this condition, hydrogen storage capacity are around 4 wt% at T=77 K. Hydrogen storage of fullerenes improve with both mechanisms of adsorption within molecular structure and hydride formation. In addition, activated carbons produced from fullerene have high adsorption capacity to storage of hydrogen.
  • M. Zivdar, M. Haghshenas Fard, B. Tanhaei, A. Ayati Page 42
    In this study, Computational Fluid Dynamics (CFD) has been used to determine the dry pressure drop, wet pressure drop and Liquid holdup in four types of structured Packings (Mellapak 250Y, Mellapak 250X, Flexipak 1Y and Gempak 1A). By predicting the dry pressure drop and liquid hold up, the two-phase pressure drop can be easily calculated from the correlations. The results show that the liquid film thickness in the Mellapak 250Y, Flexipak 1Y, Gempak 1A and Mellapak 250X are 0.324, 0.34 and 0.3232 mm in the preloading region, respectively. The liquid hold up in the Mellapak 250Y, Flexipak 1Y, Gempak 1A and Mellapak 250X are 7.62%, 4.24%, 3.77% and 7.55% in the preloading region, respectively. In general the predictions agree well with the experimental data, indicating the suitability of the proposed models for the simulation of the hydrodynamics and mass transfer in structured packed columns.
  • A. Irannejad, Sh. Fatemi, S. Ashraf Talesh, P. Emrani, A. Salem Page 55
    Membrane processes is one of the latest methods in separation of light molecules. Selection of a proper molecular sieve with high selectivity and permeability in moderate pressure and ambient temperature is the significant point in membrane processes. The objective of this review paper is the study of zeolite and zeo-type molecular sieves for separation of CO2 from natural gas (CH4) as well as separation of CO2 from N2 as the major component of the air, in membrane processes. According to this study, the separation factor of CO2/CH4 and CO2/N2 was investigated and compared for different kinds of of zeolites and zeo-type membranes. The literature survey demonstrated that T and SAPO-34 show the highest separation factor of CO2/N2 and CO2/CH4 separation.
  • M. Torab-Mostaedi, S. J. Safdari, M. Ghannadi Maragheh, M. A. Moosavian Page 71
    The volumetric overall mass transfer coefficients in a pilot plant Hanson mixer-settler extraction column of seven stages have been measured using toluene-acetone-water and butyl acetate- acetone- water systems. The effects of agitation speed and dispersed and continuous phases flow rates on volumetric overall mass transfer coefficients have been investigated and found to be significant. By using interfacial area, the overall mass transfer coefficients for continuous phase are determined from volumetric coefficients. An empirical correlation for prediction of the continuous phase overall mass transfer coefficient is proposed in terms of Sherwood and Reynolds numbers. The prediction of continuous phase overall mass transfer coefficients from the presented correlation is in good agreement with experimental results.
  • S. S. Madaeni, M. Masuumi, V. Kazemi Page 78
    In this research the manufacturing (capital-operational-total) cost of membrane-based reverse osmosis (RO) for treatment of brackish and sea water were compared. Also total costs of membrane-based reverse osmosis (RO) and multi effect distillation (MED) technologies for desalination of sea and brackish water were estimated and compared. Also a comparison between costs of membrane technology in Iran versus Europe was carried out. The calculation of Membrane costs were estimated using Verberne and Wouters technique and expenses for distillation process were carried out on the basis of Hisham Ettouney method. All costs were calculated on the basis of the local expenditures in Iran.It was shown that desalination of sea water in more expensive than brackish water also the the manufacturing costs of RO technology is less than MED technology. It was concluded that the capital costs in Iran are higher than Europe while the operational costs are lower. These results in lower total cost in Europe compared to Iran.
  • M. Zabihi, A. Ahmadpour, A. Haghighi Asl Page 85
    Nowadays, better life is provided for human being by means of new knowledge and technology, but on the other hand, the environment is periled by their consequences. One of the pollution menace the environmental life of human and other creatures is the presence of mercury ion in aqueous streams. In the present article, adsorption of this poisonous material and effective operating parameters such as: temperature, pH, initial concentration and impregnating materials are thoroughly investigated. One of the efficient methods for removing mercury ion from liquid and gas phases is adsorption technique using porous solids. Among them, carbonaceous sorbents perform a prominent roll. In this regards, effective parameters in the adsorption of mercury from aqueous solutions using carbonaceous sorbent are explained in the present paper. Among different factors, smaller particle size of adsorbent, degree of microporosity, higher pH, and higher initial Hg concentration, would increase the adsorption amount of mercury from the liquid phase.
  • M. H. Fatehi, J. Shayegan Page 95
    Some species of earthworms with other microorganisms have stabilized many types of organic waste in vermicomposting process. This bioconversion occurred in physical and biochemical processes. The physical process includes aeration, mixing and grinding of materials and in biochemical process, microbial activity and enzyme secretion in earthworm gut were the main factors. Vermicompost has a high content of humic substances. This property has caused vermicompost as a biosorbent for heavy metal ions and PAH removal. Nutrient content and plant growth hormones in vermicompost are greater than soil. Vermicompost has used for soil property improvement. Odorless, normal appearance, no undesirable effect on the human health and good physical matrix are other vermicompost advantages. vermicomposting process needs less time than other conventional composting methods. This process can also be used for wastewater sludge biostabilization and converts it to environmental harmless substances.