فهرست مطالب

علوم و مهندسی جداسازی - پیاپی 1 (1388)
  • پیاپی 1 (1388)
  • تاریخ انتشار: 1388/06/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • لیلا فتحی، جعفر توفیقی، مسعود مفرحی صفحه 1
    فرآیند جذب سطحی با تناوب فشار یک واحد عملیاتی مهم برای جداسازی و خالص سازی گازها به شمار می رود. به منظور توسعه این فرآیند یک طرح نیمه صنعتی شامل 4 بستر جذب به طول یک متر و قطر 5/3 سانتیمتر ساخته شد. این طرح نیمه صنعتی مجهز به سیستمهای کنترل و آنالیز برای بررسی دقیق شرایط عملیاتی مختلف بستر ها می باشد. به منظور آزمایش این طرح نیمه صنعتی، جداسازی اکسیژن از هوا به کمک جاذب زئولیت 5A مطالعه گردید. این فرآیند شامل مراحل جذب، یکسان-سازی فشار(دو مرحله)، تخلیه، پاکسازی و افزایش فشار در هر سیکل می با شد. تاثیر پارامترهای فشار، زمان سیکل، دبی جریان خوراک و جریان زدایش بر میزان خلوص و بازیابی محصول مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، مدلسازی و شبیه سازی این فرآیند با بکارگیری روش با هم گذاری متعامد و استفاده از نرم افزار MATLAB انجام شد. نتایج عددی بدست آمده از مدلسازی در مقایسه با داده های آزمایشگاهی مطابقت قابل قبولی را بدست داده است.
    کلیدواژگان: جذب سطحی با تناوب فشار، جداسازی اکسیژن، زئولیت 5A
  • الهه هشت و چهار، علی حقیقی اصل، سیدجابر صفدری، مینا ناپیدا، میثم تراب مستعدی صفحه 13
    در این مقاله موجودی فاز پراکنده در یک ستون استخراج میکسر-ستلر هنسون هفت مرحله ای در مقیاس نیمه صنعتی برای دو سیستم شیمیایی مختلف اندازه گیری شده است. اثر متغیرهای عملیاتی نظیر دور همزن، سرعت فاز پراکنده و پیوسته بر موجودی فاز پراکنده مورد بررسی قرار گرفت. پروفایل محوری موجودی فاز پراکنده با استفاده از روش نمونه گیری تعیین شد و عدم یکنواختی شدیدی را در طول ستون نشان داد. همچنین نتایج نشان داد که موجودی فاز پراکنده به شدت با جهت انتقال جرم تغییر می کند. در نهایت رابطه ای تجربی برای موجودی فاز پراکنده بر اساس خصوصیات فیزیکی سیستم و متغیرهای عملیاتی ارائه گردید که این رابطه تطابق خوبی را میان داده های تجربی و مقادیر پیش بینی شده موجودی فاز پراکنده نشان داد.
    کلیدواژگان: غشاء مایع، ید، کروم، طلا، دی اکسید کربن، اولفین، پارافین
  • مرتضی زیوار، شیروان شیردل صفحه 23
    برج های تقطیر سینی دار از نوع مخروط چرخان (SCC) یکی از انواع برجهای تقطیر می باشند که کاربرد آنها در فرایند های جداسازی به خصوص در صنایع غذایی بسیار رو به افزایش است. پیچیدگی هندسی، رژیم های جریان متفاوت و مکانیزم های مختلف انتقال جرم در آنها باعث شده که به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به دنبال توسعه هر چه بیشتر و بهینه سازی اینگونه برج ها باشیم. اکثر تحقیقات گذشته مربوط به آنالیز CFD برجهای SCC برای سیستم آب / هوا بوده است. به همین دلیل کاربرد این نتایج برای سیستم های واقعی با اشکال مواجه است. در این تحقیق پارامتر ضخامت فیلم مایع، ضرایب انتقال جرم و HETP برای یک سیستم دفع توسط بخار شامل محلول آب / اتانول در مقیاس پایلوت در برجی با قطر داخلی (m347/0 Dc=) بررسی شده است. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان می دهد که با افزایش فاصله شعاعی از محور به تدریج از میزان ضخامت فیلم مایع کاسته می شود. این یافته با نتایج تجربی نیز مطابقت می کند. بیشترین مقدار ضخامت فیلم مایع کمتر از 1 میلیمتر و در نزدیکی محور می باشد. ضرایب انتقال جرم در فاز مایع و در فاز گاز با افزایش سرعت جریان به میزان اندکی افزایش می یابند و تقریبا بدون تغییر باقی می مانند. مقدار متوسط این ضرایب در فاز مایع و گاز به ترتیب 019/0 و42/1 (s-1) می باشند.، HETP با افزایش سرعت گاز افزایش یافت، که محدوده ی تغییرات آن بین 072/0 تا 246/0 (m) می باشد.
    کلیدواژگان: برج سینی دارمخروطی چرخان (SCC)، CFD، ضخامت فیلم مایع، ضرایب انتقال جرم
  • مجید پاکیزه صفحه 35
    در مطالعه حاضر، با روش سل-ژل و به کمک ماده فعال سطحی کاتیونیک ستیل پیریدنیوم بروماید (CPB)، عشاء نامتقارن سیلیکا-آلومینا به طور موفقیت آمیز ساخته شد. نتایج آزمایش میکروسکوپ الکترونی (SEM)روی نمونه ها نشان داد که فیلم نازک سیلیکا با ضخامت 2μm بعد از چهار بار لایه نشانی بر روی پایه تشکیل گردید. خواص گاز تراوایی و جداسازی غشاء های ساخته شده در دو مرحله شامل گاز تراوایی گازهای خالص CO2، CH4، H2 و جداسازی مخلوط 50/50 حجمی (CH4، H2) و (CO2، H2) مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. انتخاب پذیری گازهای خالص غشاء های ساخته شده برای CH4/ H2و CO2/ H2به ترتیب 149و 5/15 برای نمونه بدون ماده فعال سطحی و به تر تیب 135و 35 برای نمونه با ماده فعال سطحی در دمای °C400 به دست آمد. ضریب جداسازی هیدروژن در مخلوط (CH4، H2) و (CO2، H2) با ترکیب حجمی یکسان به ترتیب 131و 9/12 برای نمونه بدون ماده فعال سطحی و به تر تیب 123و 4/28 برای نمونه با ماده فعال سطحی در دمای °C400 به دست آمد. نتایج داده های جذب فیزیکی نیتروژن بر روی غشاء های بدون پایه نشان داد که نمونه ها در محدوده میکروپروس بوده و استفاده از ماده فعال سطحی خواص ساختاری نمونه ها را به اندازه قابل توجه تغییر می دهد.
    کلیدواژگان: گاز تراوایی، غشاء سیلیکا، ضریب جداسازی، سل ژل
  • محمود عبداللهی، سیدمحمدجواد کلینی، محمدرضا کیخائی صفحه 45
    گالیم با استفاده از فرآیند استخراج حلال و توسط استخراج کننده Kelex100 از محلول بایر تولید شده در کارخانه آلومینای جاجرم استخراج شد. به منظور استخراج گالیم، فاز آلی استخراج کننده حاوی Kelex100، نفت سفید و ایزودکانول بود. در این بررسی درصد حجمی Kelex100 در فاز آلی، درصد حجمی ایزودکانول در فاز آلی، نسبت حجمی فاز آبی به آلی، زمان و دمای فرآیند به عنوان پارامترهای اصلی با استفاده از طراحی آزمایش تاگوچی و بوسیله آرایه L25(55) بهینه سازی شدند. طراحی آزمایش تاگوچی، دما برابر با 40oC، زمان برابر با 60 دقیقه، نسبت فاز آبی به آلی برابر با1:1، درصدحجمی Kelex100 در فاز آلی برابر با 12% و درصد حجمی ایزودکانول در فاز آلی برابر با 5% را به عنوان شرایط بهینه استخراج گالیم از محلول بایر معرفی کرد. نتایج نشان داد که در شرایط فوق 92% گالیم استخراج می شود.
    کلیدواژگان: گالیم، محلول بایر، روش تاگوچی
  • مجید لطفعلیان، محمد رنجبر، مهین شفیعی، اسماعیل دره زرشکی، زهرا منافی، سیدعلی باقری صفحه 57
    در سال های اخیر لیچینگ باکتریایی مس از منابع کالکوپیریتی به عنوان یک تکنولوژی نوین با پتانسیل خوب برای استحصال مس از خاک های کم عیار مورد توجه قرار گرفته است. پارامتر های متعددی بر فرآیند بیولیچینگ کانی های سولفیدی تاثیر مستقیم یا غیر مستقیم دارند. در این خصوص می توان به اهمیت نوع باکتری، محدوده pH و دمای مناسب برای فعالیت بهینه باکتری اشاره نمود. هدف از این تحقیق ارزیابی پتانسیل باکتری های ترموفیل برای استحصال مس از کانسنگ کم عیار کالکوپیریتی می باشد. در این راستا با استفاده از دونوع باکتری ترموفیل معتدل و ترموفیل مطلق، بیولیچینگ یک نمونه شاخص کانسنگ کم عیار کالکوپیریتی شرکت ملی مس ایرانCuFeS2= 0.78%: Cu= 0.34%)) ارزیابی و تاثیر دما، pH و غلظت یون های آهن بر درصد استخراج مس بررسی گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که باکتریهای ترموفیل مطلق در مقایسه با باکتریهای ترموفیل معتدل، از پتانسیل بهتری برای استخراج مس از منابع کالکوپیریتی برخوردار می باشند. تحت شرایط بهینه دما، pH و نسبت یون فرو به فریک استخراج مس با استفاده از باکتریهای ترموفیل مطلق در مقایسه با موارد مشابه با باکتریهای ترموفیل معتدل به میزان 17% افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: بیولیچینگ، باکتری های ترموفیل، کانسنگ کم عیار، کالکوپیریت
  • ساراتر کمنی، جلال شایگان، ایران عالم زاده، سهیلا یغمایی صفحه 67
    احتراق سوختهای حاوی گوگرد منجر به تشکیل آلاینده های هوا نظیر دی اکسید گوگرد و ایجاد بارانهای اسیدی می شود. از آنجایی که جداسازی گوگرد ازکلیه ترکیبات سولفوردار موجود در سوختهای هیدروکربنی، با استفاده از روش های مرسوم کنونی (نظیر سولفورزدایی با استفاده از هیدروژن) امکان پذیر نمی باشد چندین سال است که استفاده از روش های زیستی جهت نیل به این هدف مطرح شده و مورد مطالعه و تحقیق قرار گرفته است. در مقاله حاضر، عوامل مهم در جداسازی میکروارگانیسم های گوگردزدا از نفت سنگین تشریح شده است. با مد نظر قرار دادن عوامل مذکور، سه میکروارگانیسم گوگردزدا جدا شده اند که عبارتند از باکتری ترموفیل BS1، باکتری مزوفیل MS1-1 و قارچ WS4 که جنس آن Stachybotrys sp. است. این سه میکروارگانیسم قادر هستند گوگرد نفت میدان سروش را به ترتیب با راندمان 82% در 6 روز، 76% در 6 روز و 76% در 3 روز جدا نمایند و یا به عبارت دیگر، گوگردزدایی کنند. این سه میکروارگانیسم می توانند به طور همزمان، گوگردزدایی و نیتروژن زدایی از نفت خام سنگین میدان سروش را به روش انتخابی انجام دهند. تحقیق بر روی جداسازی زیستی گوگرد از نفت خام سنگین، توسط شرکت مهندسی و توسعه نفت (متن) برای اولین بار در دنیا پایه گذاری شده است.
    کلیدواژگان: جداسازی، گوگرد، زیستی، نفت خام سنگینف، سروش
  • طاهره کاغذچی، مریم تخت روانچی، علی کارگری، علی اکبر حیدری گرجی صفحه 81
    سیستم های جداسازی غشایی به عنوان ابزاری با قابلیت بالا که توانایی جداسازی یک جزء را به صورت گزینش پذیر دارند، مورد توجه محققین قرار گرفته است. این روش جداسازی در زمینه های مختلف مهندسی از جمله مهندسی شیمی کاربرد دارد. در مقاله ی حاضر، کاربرد سیستم های غشایی برای جداسازی یون های ید، کروم و طلا که به لحاظ زیست محیطی حائز اهمیت هستند و نیز جداسازی دی اکسید کربن و مخلوط هیدروکربن های اولفینی-پارافینی که از نظر صنعتی اهمیت دارند، مرور شده است.
    کلیدواژگان: غشاء مایع، ید، کروم، طلا، دی اکسید کربن، اولفین، پارافین
|
  • L. Fathi, J. Towfighi, M. Mofarahi Page 1
    Pressure swing adsorption is an important unit for gas separation and purification. In order to develop the PSA technology, a pilot plant including four beds each with 1 meter length and 3.5 cm ID was designed and built. This pilot includes control systems and analysis systems to investigate the various operational conditions of beds carefully. In order to test this pilot, separation of oxygen from air, using zeolite 5A type adsorbants, was studied. In this process the steps of feed pressurization, production, blowdown, purge, pressure equalization(two steps) and product pressurization are included in a cycle. The effects of pressure, cycle time, flow rate of feed and purge on gas purity and recovery were studied. Also modeling and simulation of this process was done by orthogonal collocation method and MATLAB software. The numerical results obtained from modeling were compared to the experimental results and gave reasonable agreements.
  • E. Hashtochahar, A. Haghighi Asl, M. Napeida, S. J. Safdari, M. Torab-Mostaedi Page 13
    In the present work, dispersed phase holdups have been measured in a Hanson mixer-settler extraction pilot plant with seven stages for two different liquid-liquid systems. The effects of agitation speed, dispersed and continuous phase flow rates have been investigated under a variety of operating conditions. Dispersed phase axial holdup profiles, determined by a sampling method, showed a strong nonuniformity. The results also showed that the dispersed phase holdup changes largely with the direction of mass transfer. Finally, an empirical correlation in terms of physical properties of liquid systems and operating variables was proposed to predict the holdup and good agreement between experimental data and calculated values of holdup was obtained.
  • M. Zivdar, S. Shirdel Page 23
    Spinning Cone Column (SCC) is one of the distillation columns with applications in the food processing industries. Modeling and simulation of these columns are very complicated, due to the geometrical complexity, rotational parts, and different flow regimes inside SCC columns. Most of the published works on simulation of SCC columns were related to air/water systems, therefore application of these results to real flavour systems has challenges. In this study the mass transfer parameters including liquid film thickness, gas and liquid-side mass transfer coefficients and HETP are reported for steam stripping of ethanol/ water solution. The pilot scale SCC column has a diameter of 0.347m with 30 cone sets and 1.2m height. The average predicted gas and liquid–side mass transfer coefficients are 1.42 and 0.019 (s-1), respectively. Results show that gas and liquid-side mass transfer coefficients are nearly constant over the operating ranges of gas and liquid flow rates. The predicted HETPs range from 0.072 to 0.246m. HETPs were increased by increasing gas rate. The predicted HETPs are in close agreement with the data reported in literature.
  • M. Pakizeh Page 35
    In the present study, templated and non-templated asymmetric silica membranes were prepared successfully by sol-gel polymerization route using cationic surfactants (CPB) as template agent. Silica membranes were characterized using N2 adsorption and SEM techniques. SEM results showed that after four times coating process a thin film of silica with a thickness of 2μm was deposited on support surface. BET and BJH methods using nitrogen physisorption data, revealed that the surface area of the membrane was increased significantly when a surfactant was used as template also the average pore size of the silica membrane was increased when the template was added. The prepared silica membranes were used in single gas permeation and mixed gas separation experiments. Permselectivities of H2/CH4 (149) and H2/CO2 (15.5) were obtained for free template membrane and 135 and 35, respectively for templated membrane at 400°C. Separation factors for H2/CH4 and H2/CO2 obtained from the mixed-gas separation experiments with 50/50 (vol%) gas mixtures were 131 and 12.9 for non-templated and 123 and 28.4 for templated silica membranes, respectively
  • M. Abdollahy, S. M. Koleini, M. Keikhaie Page 45
    Solvent extraction of gallium from Jajarm Bayer process liquor was carried out using Kelex100. Organic phase including Kelex100 as an extractant, isodecanol and kerosene were used. In this research, Kelex100 and isodecanol concentrations in organic phase (%v), aqueous to organic phase ratio, time and temperature were optimized using Taguchi experimental design method (L25(55)).Optimized conditions were determined as: T= 40 oC, Time= 60 min, A/O ratio = 1:1, Kelex100= 12% (%v) and isodecanol = 5%(%v). Under these conditions gallium extraction was 92%.
  • M. Lotfalian, M. Ranjbar, M. Schaffie, E. Darezereshki, S. A. Seyedbagheri, Z. Manafi Page 57
    In recent years, bacterial leaching of copper from low grade chalcopyritic ores has been adverted very much. Different parameters such as the type of microorganisms, pH, temperature have a direct or indirect influence on the bioleaching efficiency of sulfide minerals. Therefore, the main objective of this study was to quantify the potential of thermophile microorganisms for copper recovery from low-grade chalcopyritic ores. Using a representative chalcopyritic low grade copper ore from National Iranian Copper Company with a total copper grade of about 0.344% (CuFeS2= 0.78%), and two different thermophile bacteria, several bioleaching tests were conducted. The final results of lab tests show the potential of extremely thermophiles for bioleaching of copper from this type of low grade ores is higher than moderate thermophiles. At optimum temperature, pH and Fe2+/ Fe3+ ratio, the average copper recovery from low grade ore with extremely thermophiles is up to 17% higher than that with moderate thermopiles.
  • S. Torkamani, J. Shayegan, I. Alemzadeh, S. Yaghmaei Page 67
    Combustion of sulfur containing fuels will lead to formation of air pollutants such as SO2 and acid rains. It is not possible to desulfurize all the sulfur-containing compounds of the fuels by the existing sulfur removal methods (such as hydrodesulfurization). Therefore, many researchers have focused on biological sulfur removal. Varios parameters have a great role in isolating biodesulfurizing microorganisms, which are explained in this paper. These papmeters have been considered and as the result, three biodesulfurizing microorganisms have been isolated: BS1 thermophilic bacterium, MS1-1 mesophilic bacterium and WS4 fungus (Stachybotrys sp.). They are able to desulfurize the heavy crude oil of Soroush oil field with 82% (in 6 days), 76%(in 6 days) and 76% (in 3 days), respectively. They are able to remove sulfur and nitrogen from the heavy crude oil, selectively. Heavy crude oil biodesulfurization project was initiated by Petroleum Engineering Development Company (PEDEC), a subsidiary of National Iranian Oil Company.
  • T.Kaghachi, M. Takht Ravanchi, A. Heydari Gorji, A. Kargari Page 81
    Membrane separation systems as capable tools selectively separating a specific component have attracted the affeation of many researchers. This method of separation has application in different engineering aspects such as chemical engineering. In the present paper, the application of membrane systems for the separation of iodine, chromium and gold ions which have environmental importance and for the separation of carbon dioxide and olefin-paraffin mixtures that have industrial importance has been reviewed.