فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 69 (مهر و آبان 1392)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 69 (مهر و آبان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/08/17
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سرمقاله
  • کنگره های ملی و بین المللی مهندسی شیمی
    صفحه 3
  • مقالات
  • علی الله وردی*، سمیه زین ساز صفحه 4
    تحقیق جاری مقاومت پوزولان طبیعی فعال شده با یک فعال کننده جامد مرکب را در برابر چرخه های (انجماد- ذوب) و حمله (نمک- یخ) ارزیابی می کند. شدت تخریب با اندازه گیری مقاومت فشاری، حجم کل تخلخل باز و میزان جذب آب آزمونه های ملات مطابق استانداردهای 666ASTM C و 672ASTM C ارزیابی شد. مقاومت فشاری آزمونه های ملات این چسباننده پس از اعمال 75 چرخه (انجماد- ذوب)، تا 100% کاهش یافت، در حالی که آزمونه های ملات سیمان پرتلند پس از اعمال 200 چرخه، تنها 38/17% افت مقاومت فشاری نشان دادند. نتایج حاصل از اندازه گیری حجم کل تخلخل باز و میزان جذب آب نیز تایید کننده شدت بیشتر تخریب در آزمونه های ملات پوزولان طبیعی فعال شده است. بعد از اعمال 50 چرخه تهاجم (نمک- یخ) در حضور محلول کلرید کلسیم 5/1، 3 و 5/4%، میزان پوسته شدن ملات پوزولان فعال شده حدودا 4 برابر ملات سیمان پرتلند اندازه گیری شد.
    کلیدواژگان: (انجماد، ذوب)، (نمک، یخ)، پوسته شدن، مقاومت فشاری
  • ناصر ثقه الاسلامی*، حمیدرضا کرباسیان صفحه 11
    امروزه به علت محدودیت هایی در تولید و مصرف انرژی بشر به سوی استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی کشانده شده است. یکی از این منابع مهم انرژی، امواج دریاست که محققین را به خود جلب نموده است. یکی از این روش های کسب انرژی، استفاده از دستگاه هایی است که بر روی آب شناور می باشند و با حرکت امواج مقداری از انرژی آنها را جذب کرده و به انرژی جنبشی تبدیل کرده و این نوع انرژی را توسط ژنراتور های خطی به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. در این تحقیق، این نوع مکانیزم را با یک مکانیزم پیشنهادی توسط محققین حاضر مورد بررسی قرار داده ایم. این روش پیشنهادی شامل مکانیزم ساده ای است که در آن مسیر حرکت شناور یک مسیر دایره ای شکل است و شناور، انرژی جنبشی خود را به صورت گشتاور به مولد انتقال می دهد. نتایج این تحقیق معرف آن است که در یک مدت مشخص، مسیر طی شده توسط شناور در مکانیزم پیشنهادی، در مقایسه با مکانیزم مقایسه شونده، بیشتر است و این امر منجر به بدست آوردن انرژی جنبشی بیشتری می گردد. برای مدل سازی این مکانیزم، معادلات حرکت و انرژی این فرایند بدست آورده شده و طبق یک سری از فرضیات و شرایط مرزی حاکم بر فرایند حل گردیده است. نتایج، معرف آن است که روش پیشنهادی نسبت به روش مورد مقایسه می تواند از لحاظ نظری حدود 37 درصد انرژی بیشتری را از امواج دریا دریافت نماید و همچنین بازدهی آن تا حدود 17 درصد قابل افزایش است. مزایای دیگر این روش، مکانیزم ساده آن و قطعاتی است که نیاز به فناوری بالایی برای تولید آن نمی باشد.
    کلیدواژگان: انرژی های تجدیدپذیر، امواج دریا، مدلسازی، نیروی شناوری
  • نازنین چرچی، محبوبه اجتماعی، اکرم توکلی، علی اکبر بابالو*، بهروز بیاتی صفحه 18
    در سال های اخیر ترکیب واکنش و جداسازی در راکتورهای غشایی کاتالیستی به دلیل کاهش حجم، هزینه های فرایند و مصرف انرژی، توجه بسیار زیادی را به خود جلب کرده است. خواص منحصر به فرد زئولیت ها به ویژه زئولیت MFI ((ZSM-5) و (سیلیکالیت-1))، نظیر اندازه مناسب حفره ها، انتخاب پذیری و پایداری حرارتی و شیمیایی مناسب، باعث شده است که غشاءهای زئولیتی به عنوان گزینه مناسبی برای انجام فرایند جداسازی در راکتورهای غشایی معرفی شوند. استفاده از غشاء با عملکرد مطلوب تاثیر به سزایی در کارایی راکتور غشایی دارد به نحوی که تحقیقات گسترده ای در مورد ساخت غشاءهای عاری از ترک و با گزینش پذیری بالا انجام گرفته است. در تحقیق حاضر، روش های مختلف ساخت غشاءهای MFI مورد استفاده در راکتورهای همپارش غشایی و عملکرد آن ها در جداسازی همپارهای هیدروکربن های خطی و حلقوی براساس کارهای تحقیقاتی انجام شده در مقالات، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، مقایسه ای بر عملکرد این راکتور ها و راکتور های ثابت بستر مرسوم در فرایند همپارش صورت گرفته است.
    کلیدواژگان: راکتور غشایی، غشای زئولیتی MFI، همپارش، جداسازی هیدروکربن ها
  • محمد صادق مومنی، ناصر تیموری خانه سری* صفحه 28
    در این تحقیق از یک مدل ایده آل تزریق CO2 و N2 برای بررسی تاثیر خواص سنگ (خواصی مانند تراوایی، تخلخل، اندازه بلوک ها و خواص دیگر) روی تولید و افت فشار مخزن استفاده شده است. مدل با استفاده از نرم افزار اکلیپس 300 شبیه سازی شده است، که شامل 3 چاه تولیدی و یک چاه تزریقی می باشد. در تحقیق حاضر سه سناریو مطرح گردید که عبارتند از، تغییر تراوایی، تغییر تخلخل و تغییر اندازه بلوک ها. با توجه به اینکه برای تزریق N2 نتایج بهتری بدست آمد فقط نتایج آن گزارش می گردد، گرچه نمودارها شامل هر دو گاز می باشد، ولی بیشترین افت فشار را تراوایی 10 میلی دارسی دارد که مقدار آن psia(0283/3986) است و کمترین افت فشار مربوط به تراوایی 1000 میلی دارسی می باشد که مقدار آن psia (646/4123) مشاهده شد. با افزایش تخلخل، نرخ تولید افزایش می یابد و همچنین با افزایش اندازه بلوک ها نرخ تولید بیشتر و افت فشار کمتر می شود. در این تحقیق حداقل فشار امتزاجی (MMP) به کمک شبکه عصبی مصنوعی محاسبه شد.
    کلیدواژگان: مدلسازی تزریق N2، CO2، تخمین MMP با شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، اثر خواص سنگ
  • حمیدرضا حیدرنژاد، بهزاد پورعباس*، مهدی شریف صفحه 36
    خواص بسپارهای رسانا وابستگی شدیدی به روش بسپارش آن ها دارد که می تواند شیمیایی، الکتروشیمیایی و نورشیمیایی باشد. اخیرا سنتز نورشیمیایی بسپارهای رسانا به دلیل برخی مزایا مانند قیمت ارزان تر، نیاز به تجهیزات ساده تر و قابلیت استفاده در کاربردهای ویژه در مقایسه با دو روش دیگر مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. به طور کلی روش های بسپارش نوری بسپارهای رسانا شامل دو دسته تهییج مستقیم تکپار رسانا و بسپارش نوری با استفاده از سامانه های نورکاتالیستی است. در روش اول تکپار رسانا به عنوان نور حساس کننده مستقیما نور را جذب کرده و تهییج می شود و سپس بسپارش را آغاز می کند. در روش دوم، از یک کاتالیزور به منظور تسریع فرایند استفاده می شود که نور را جذب می کند و تهییج می شود. سپس به وسیله واکنش های انتقال الکترون بین گونه تهییج شده و یک الکترون گیرنده، اکسیدکننده های قوی به وجود می آیند که تکپارهای رسانا را بسپارش می کنند. در مقاله مروری حاضر روش های مختلف بسپارش نوری بسپارهای رسانا تجزیه و تحلیل شده است.
    کلیدواژگان: بسپارهای رسانا، بسپارش نوری، سامانه های نورکاتالیستی، تهییج نوری، نورحساس کننده، آغازگر نوری
  • محمد ذبیحی، جلال شایگان*، فرهاد خراشه، مهدی فهیمی راد صفحه 60
    آلودگی هوا در اثر توسعه جوامع بشری و فناوری های نوین همواره از اساسی ترین تهدیدهای زیست محیطی بوده که مشکلات فراوانی را برای انسان به وجود آورده است. ترکیبات بنزن، تولوئن و زایلن به عنوان مهم ترین ترکیبات آلی فرار آلاینده هوا، توجه محققین جهت حذف این آلاینده ها را به خود معطوف کرده است. در این مقاله هدف، بررسی کاتالیست های گوناگون برای حذف ترکیبات آلی فرار با تمرکز بر پایه های کربنی می باشد. پایه های کربنی به دلیل خصوصیات سطحی مناسب اعم از سطح فعال و تخلخل بالا و همچنین طراحی و ساخت آسان از مواد خام ارزان و در دسترس، توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است. مطالعه فلزات نجیب1 همچون پلاتین، پالادیم و فلزات واسطه2 مانند کبالت، روی، نیکل، آهن از دیگر محور های این مطالعه می باشد. فلزات نجیب با وجود فعالیت و بازدهی بالا در فرایند اکسایش ترکیبات آلی، به دلیل قیمت بالا، موجب شده است استفاده از فلزات واسطه در کانون توجه قرار گیرد. همچنین از میان شرایط عملیاتی، تاثیر دما و غلظت اولیه آلاینده ها بر فرایند اکسایش به صورت مختصر مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: کاتالیست، کربن فعال، فلزات نجیب، فلزات واسطه، اکسایش، جذب سطحی، ترکیبات آلی فرار
  • امیر وصالی ناصح، رامین روشندل* صفحه 73
    افزایش آلودگی زیست محیطی حاصل از پساب های صنعتی، بهداشتی و هزینه های بالای واحد های آب شیرین کن و چاه آب به دلیل مصرف قابل توجه برق، نیاز به انواع فناوری های تصفیه پساب را بیشترکرده است. همچنین بهبود کیفیت نفت صادراتی از نظر میزان نمک موجود در آن و کاهش هزینه های نمکزداها از دیگر مسائل پر اهمیت در بالادستی نفت و گاز است. در مقاله حاضر فناوری های مورد استفاده در سطوح متفاوت انرژی در بالادستی با در نظر گرفتن هزینه های زیست محیطی، سرمایه گذار ی و عملیاتی به عنوان تابع هدف با استفاده از مدل برنامه ریزی ریاضی عدد صحیح مختلط مورد مقایسه قرار گرفته اند. فناوری ها شامل چهار دسته نمک زدای الکتروستاتیک، تصفیه پساب صنعتی، تصفیه پساب بهداشتی و آب شیرین کن ها می باشند. در هر یک از گروه های فناوری، شاخص های مقایسه بین واحد ها تعیین کننده برتری فناوری در بازه های زمانی در طول سال است. با به کار بردن مدل بسط داده شده در منطقه نفتی جزیره سیری اولویت انتخاب فناوری ها در شرایط محیطی تعیین شده است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی ریاضی عدد صحیح مختلط، بالادستی نفت و گاز، نمکزدای الکتروستاتیک، تصفیه پساب های بهداشتی و صنعتی
  • صمد موتمنی طباطبایی، محمد عیسی نژاد بوشهری، شهرزاد یاوری صفحه 82
    دوپینگ نانو ذرات TiO2 توسط طلا با غلظت 2% وزنی و با استفاده از روش احیای شیمیایی انجام گرفت. کارائی نورکاتالیستی آنها توسط مطالعه تخریب نوری رنگ 88Acid Red به عنوان یک آلاینده از صنایع نساجی که محلول در آب می باشد در حضور نور مرئی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این کار تحقیقی از تیتانیم تتراایزوپروپوکسید به عنوان یک منبع آلی برای سنتز TiO2 استفاده شد. احیای شیمیایی ذرات طلا از طریق سدیم بورهیدرات صورت گرفت. علاوه بر این سنتز نانو ذرات در دماهای مختلف تکلیس (400، 450، 500، 550 و 600 درجه سلسیوس) به منظور دستیابی به بهترین دمای تکلیس، انجام گردید. نورکاتالیست های سنتز شده با بهره گیری از روش های مختلف از قبیل XRD و TEM مورد بررسی قرار گرفتند. به هر حال، تمامی نورکاتالیست های دوپینگ شده یک کارایی تخریب نوری قابل توجهی (افزایش تخریب حدود 8% در حضور نور مرئی و 25% در حضور UV) را در مقایسه با TiO2 سنتز شده در حضور منبع نوری مرئی و UV، از خود نشان دادند.
    کلیدواژگان: 88 Acid Red، (Au، TiO2)، دوپینگ، نورکاتالیست، تخریب نوری، ذرات طلا
  • مونا خلیلی، شهرزاد قدیری جعفربیگلو، محمد پازوکی* صفحه 87
    آماده سازی ریزجلبک به منظور تولید زیست سوخت شامل سه مرحله کشت، برداشت و استخراج روغن می باشد. برداشت و آبگیری بهینه ریزجلبک ها از عمده ترین چالش ها در مقیاس صنعتی است. یکی از عوامل افزایش قیمت محصولات تولیدی ریز جلبک ها عدم وجود روشی مناسب برای برداشت آن از محیط کشت است. در این مقاله هدف بیان و مقایسه انواع روش های برداشت ریزجلبک ها از محیط کشت می باشد. روش های برداشت به سه گروه شیمیایی، مکانیکی و الکتریکی تقسیم می شوند. روش شیمیایی شامل منعقدسازی و تراکم سازی است که این دو فرایند برای برداشت ریز جلبک از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشند. در روش های برداشت مکانیکی، سانتریفوژ روشی متداول است و بازدهی برداشت نسبتا بالایی دارد اما یه دلیل مصرف بالای انرژی، هزینه بر می باشد. در روش الکتریکی، انعقاد الکتریکی روشی جدید برای برداشت ریزجلبک است که در مقایسه با روش های دیگر بازدهی برداشت بالاتری دارد و انرژی کمتری مصرف می کند.
    کلیدواژگان: زیست سوخت، ریزجلبک، روش های برداشت ریزجلبک، آبگیری
  • اخبار و گزارش ها
  • صفحه 97
|
  • A. Allahverdi*, S. Zinsaz Page 4
    Present research evaluates the resistance of natural pozzolan activated with a solid-compound activator against cycles of freeze-thaw. The deteriorating effects of the freeze-thaw cycles were evaluated through measuring the compressive strength, the total open pore volume, and the amount of water absorption of the mortar specimens. Activated natural pozzolan shows 100% loss of compressive strength after just 75 cycles of freeze-thaw, whereas Portland cement resists 200 cycles of freeze-thaw with only 17.4% reduction in compressive strength. The results obtained for the total open pore volume and the amount of water absorption also confirm the higher vulnerability of the activated natural pozzolan compared to Portland cement. After 50 cycles of freeze-thaw in the presence of 1.5, 3 and 4.5% calcium chloride solution, the mount of scaling in the mortar prisms of activated pozzolan is almost 4 times higher than that of mortar prisms of Portland cement.
    Keywords: Freeze, Thaw, Salt, Frost, Scaling, Compressive Strength
  • N. Saghatoleslami*, H. R. Karbasian Page 11
    Renewable energy supplies are of steadily increasing importance in all countries. Most governments have substantial plans directed towards commercial development from which wave energy is one of them that has attracted many researchers. In this work, a new mechanism proposed by the authors has been compared with the conventional floating devices that has been utilized to absorb energy from water and convert it to kinetic energy through generators and consequently to electrical energy. The mechanism proposed is simple in structure. In this method, the floating device travels in a circular trend and converts the kinetic energy to electrical energy. The result of this work reveals that the proposed mechanism travels a longer distance compared to conventional process which gains more kinetic energy. To model the mechanism, the momentum and energy equations has been derived using initial and boundary conditions. The results also demonstrate that the proposed technique could theoretically achieve 37 percent more energy compared to the conventional method and its efficiency could be improved by as much as 17 percent. It is also worth mention that the mechanism utilized in this work is simple and does not require high- tech expertise.
    Keywords: Renewable Energy, Ocean Waves, Modeling, Buoyancy Force
  • N. Charchi, M. Ejtemaei, A. Tavakoli, A. A. Babaluo*, B. Bayati Page 18
    In recent years, combination of the reaction and separation in catalytic membrane reactors has been considered due to the decreasing of the volume, process costs and energy consumption. The unique properties of zeolites specially MFI zeolites (ZSM-5 and silicalite-1), such as well-defined pore size, selectivity and good thermal and chemical stability leads to introduce the zeolite membranes as a good choice for separation process in the membrane reactors. The application of the membranes with desired performance has a considerable effect on the membrane reactor efficiency in such a way that wide researches have been done about the synthesis of membranes without defects and with high selectivity. In the current review, different synthesis methods of MFI membranes applied in the isomerization membrane reactors and their performance in the separation of linear and cyclic hydrocarbon isomers have been investigated based on the previous studies in the literature. Moreover, performance of these reactors using MFI membranes and common fixed bed reactors in the isomerization process has been compared.
    Keywords: Membrane Reactor, MFI Zeolite Membrane, Isomerisation, Hydrocarbons Separation
  • M. S. Momeni, N. Teymourei Khanesary* Page 28
    In this work we used an ideal model of Co2 injection for studying the effect of rock properties (properties such as permeability, porosity, blocks size and etc) on production and reservoir pressure drop. The model was simulated with ECLIPSE 300, this model includes three production wells and an injection well. In this study, three scenarios were considered: change in the permeability, porosity change and change in the block size. Only the results of N2 injection were reported due to its better performance, but the figures represent both injection gases. Maximum pressure drop is 10 md and the value is 3986.0283 psia and the lowest pressure drop is 1000 md that the value is 4123.646 psia. Production rate increases with increasing porosity and also with increasing the block size production rate is increased and pressure drop comes down. In the present study, the minimum miscibility pressure was calculated with the help of neural networks.
    Keywords: CO2, N2 Injection Modeling, Estimation of MMP with Artificial Neural Networks (ANN), the Effect of Rock Properties
  • H. R. Heydarnezhad, B. Pourabbas*, M. Sharif Page 36
    Properties of ICPs are strongly dependent on synthesis method, which can be chemical, electrochemical, or photochemical. Recently, photochemical synthesis of conductive polymers due to some advantages as lower cost, simpler equipment required, and capability for use in specific applications has been more attention than the other methods. Photopolymerization of conductive polymers, which generally, divided in two categories: (i) photoexcitation of the monomer and (ii) photopolymerization using photocatalytic species. In the first method, conductive monomer that itself working as a photosensitizer, directly absorb certain wavelengths of radiate light and excites; Subsequently, excited monomers initiate photopolymerization of other conductive monomers that not excited. One of the disadvantages of this method is long time for the polymerization. In the second method, a photosensitizer, such as Ruthenium complexes or organometallic complexes, used to catalyze the process, that absorbed certain wavelengths of radiate light and excites; then electron transfer reaction between excited species and electron acceptor has been performed and leading to strong oxidants formation, that able to polymerization of conductive monomers. In this review paper, various methods for photochemical synthesis of conducting polymers investigated.
    Keywords: Conducting Polymers, Phototpolymerization, Photocatalytic Systems, Photoinduced, Photosentisizer, Photoinitiator
  • M. Zabihi, J. Shayegan*, F. Khorasheh, M. Fahimirad Page 60
    Effects of human societies and novel technologies can cause air pollution which has always been the most important environmental threats that are causing problems for humans. Benzene, Toluene and Xylene are the most prominent compounds of volatile organic compounds (VOCs) which have shifted the attention of researches to eliminate these contaminants. The main goal in the present study is to investigate various catalysts for removal of volatile organic compounds with a focus on an activated carbon as a support. Carbonaceous supports have attracted the attention of many researchers because of appropriate surface properties such as high surface area and porosity, as well as low cost and available raw materials. Study of noble metals such as Pt and Pd and transition metals such as Fe, Co, Ni and Cu as active sites is the other prominent aims of this research. Despite of the high activity and efficiency of noble metals in oxidation of VOCs process, using transition metals has been the focus of researchers because of noble metals expensive cost. Also, in this paper, temperature and initial concentration effect as operating conditions on oxidation process have been surveyed briefly.
    Keywords: Catalyst, Activated Carbon, Noble Metals, Transition Metals, Oxidation, Adsorption, Volatile Organic Compounds
  • A. Vesalinaseh, R. Roshandel* Page 73
    Increased environmental pollution due to the industrial, municipal wastewaters and considerable power consumption of desalination units has increased the need of wastewater treatment technologies. Oil export quality and reduce costs of the electrostatic desalting, important issues in the upstream oil and gas. In this paper, the variety of technology packages used in the different energy levels in the upstream, regarding to the environmental costs, as a function of investment and operational cost have been compared using a mixed integer mathematical programming models. Technology consists of four technology packages such as electrostatic desalination, industrial, municipal wastewater treatment and water desalination. Technology indexes in each package determine the superior technology timescales during the year. This model developed in Sirri Island and the priority of technology determined by the environmental conditions.
    Keywords: Mixed Integer Linear Programming, Upstream Oil, Gas, Electrostatic Desalting, Industrial, Municipal Waste Water Treatments, Technology Packages
  • S. Motamani Tabatabaei, M. Eissanezhad Boushehri, Sh. Yavari Page 82
    Doping of TiO2 nanoparticles have been accomplished by Au with 2% wt and using chemical reduction method. Their Photocatalytic efficiencies were evaluated by studying photo degradation of Acid Red 88 as a model contaminant from textile industries in aqueous solutions in the presence of visible light. In these work, Titanium tetra isopropoxide has been used as an organic source. Chemical reduction of Au particles has been done by using NaBH4. Furthermore, synthesizing of nanoparticles in different calcination temperatures (400, 450, 500, 550, 600°C) have been accomplished for achieving the best calcination temperature. The synthesized photocatalysts have been investigated by using various techniques such as X-ray and TEM. However; all of the doped photocatalysts have shown a remarkable photo degradation efficiencies (approximately increase 8% and 25% dye degradation in the presence of UV and Visible irradiation) compared to synthesized TiO2 in the presence of both UV and visible light sources.
    Keywords: Acid Red 88, (Au, TiO2), Doping, Photocatalyst, Photo Degradation, Gold Particle
  • M. Khalili, Sh. Ghadiri Jafarbeigloo, M. Pazouki* Page 87
    Preparation of Microalgae to produce biofuel involves three stages: cultivation, dewatering and oil extraction. Efficient dewatering of microalgae is the main challenge in industrial scale. The high cost of microalgae production is due to the lack of suitable method for harvesting. This paper aims to describe and compare the different microalgae harvesting methods. As a matter of fact, these methods are divided into three categories which are described as chemical, mechanical and electrical methods. The chemical method consists of coagulation and flocculation steps but none of these steps are economical. Centrifuging is a common method for mechanical harvesting. Relatively this method has high efficiency but it is not cost beneficial because of high energy consumption. Among the electrical methods, electrocoagulation is a new method for microalgae harvesting which offers higher efficiency and demands lower energy than other methods.
    Keywords: Biofuel, Microalgae, Microalgae Harvesting Methods, Dewatering