بررسی روشهای کاتالیستی ممانعت کننده از آلودگی گازهای هوا
بخشی از چکیده:
تنفس در هوایی سالم و پاکیزه یکی از آرزوهای شهروندان در دو دهه اخیر محسوب میگردد . با این هدف این پروژه به منظور گامی در جهت کاهش آلودگی هوا و سالم سازی محیط زیست انتخاب شده است، آلاینده هایی که در این زمینه مورد بررسی قرار گرفتند آلاینده های گازی ناشی از اگزوز وسایط نقلیه موتوری هستند. آلاینده های اصلی گاز اگزوز عمدتاً شامل مونواکسید کربن (co)، هیدرو کربنهای نسوخته (hc) و اکسیدهای نیتروژن (nox) میباشند. در این راستا چاره جز استفاده از کنوتورهای کاتالیستی وجود ندارد که در آنها واکنشهای اکسیداسیون CO و HC و واکنش احیاء NOX بطور همزمان انجام شوند. برای این منظور از کاتالیستهای سه جانبه (TWC) استفاده گردد . بنابراین در این پروژه شناخت این کاتالیستها در شرایط حقیقی گازهای اگزوز اتومبیل انجام گرفته است.
در این پروژه از سه فاز a- AL2O3 - S-AL2O3 , y - AL2O3 که به ترتیب هر یک دارای مساحت سطح BET معادل 285،125،26 متر مربع بر گرم هستند به عنوان پایه کاتالیست استفاده شده است.
فلزات انتخاب شده، جزء عناصر واسطه گروه هفتم و هشتم جدول تناوبی میباشند. این نوع فلزت از نوع فلزات گرانبها و هم خانواده پلاتین هستند. ...
فهرست مطالب:
پیشگفتار
چکیده
فصل اول: مقدمه
1-1 انواع آلاینده های موجود در هوای تهران
2-1 اثرات سوء آلایندها بر ساختمان بیولوژیکی بدن
3-1 لزوم استفاده از کنورتورهای کاتالیستی و خصوصیات کاتالیستی
4-1 تاریخچه و سیر تکاملی کنورتورهای کاتالیستی در سطح جهانی
فصل دوم: شیمی فیزیک واکنشهای انجام شده در مجاورت کاتالیستهای سه جانبه
1-2 واکنشهای انجام شده
2-2 شرایط انتخاب کاتالیست سه جانبه
فصل سوم: مروری بر کاربرد کاتالیستها در تبدیل گازهای اگزوز
1-3 کاتالیزورهای اکسید کننده هیدروکربن و کربن منواکسید
2-3 کاتالیزور های احیاء کننده اکسید نیتروژنی
3-3 کاتالیست اکسید فلزات انتقالی برای اکسیداسیون HC , CO
4-3 کاتالیست فلزات نادر برای اکسیداسیون هیدروکربنها و منواکسید
5-3 کاتالیستهای احیاء اکسیدهای نیتروژنی و NOX
6-3 کاتالیزورهای سه جانبه مقاوم در برابر سموم کاتالیستی برای کنترل همزمان NOX , CO , HC
7-3 استفاده از کاتالیست پلاتین- رودیوم در کنورتورهای کاتالیستی
8-3 اکسید سزیم بعنوان عامل بهبود دهنده در کاتالیستهای سه جانبه
9-3 طراحی کاتالیزور با خواص بهبود یافته
10-3 استفاده از کاتالیست های پالادیم- تنگستن در اگزوز اتومبیل
11-3 استفاده از کاتالیست های پالادیم- لانتانیوم در کنترل آلودگی اتومبیل
فصل چهارم: سینیتیک واکنشها
1-4 سینیتیک واکنش اکسیداسیون در مجاورت اکسید فلزات قلیایی
2-4 سینیتیک واکنش اکسیداسیون در مجاورت فلزات نادر
3-4 سینیتیک واکنش تجزیه و احیاء NO
5-4 احیاء NO بوسیله CO در مجاورت کاتالیزور پالادیم با پایه آلومین
6-4 مکانیسم سینتیکی واکنش CO+NO در مجاورت کاتالیستهای مجهز به RH
فصل پنجم: انتخاب، طراحی و ساخت کاتالیست
1-5 انتخاب و مشخصات پایه کاتالیست
2-5 طبقه بندی تداخل های پایه و فلز
3-5 ماهیت و ترکیب پایه ها
4-5 پایه آلومین
5-5 انتقال فازهای آلومین
6-5 تهیه و آماده سازی پایه کاتالیست
7-5 انتخاب و فرمولاسیون کاتالیست
8-5 روش ساخت و تهیه کاتالیست
مراجع
تعداد مشاهده: 1278 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.rar
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 120
حجم فایل:8,807 کیلوبایت
-
راهنمای استفاده:
مناسب جهت استفاده دانشجویان رشته شیمی، محیط زیست، مهندسی شیمی و رشته های مرتبط
-
محتوای فایل دانلودی:
در قالب فایل word و قابل ویرایش
پایان نامه ارشد مهندسی شیمی، مدلسازی تشکیل هیدرات گازی
پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی با عنوان:
مدلسازی تشکیل هیدرات گازی در سیستمهای شامل ترکیب بهبود دهنده ساختمان هیدرات
چکیده:
نیاز به گاز طبیعی در سراسر دنیا با کمتر ین هزینه سبب شده است که یک روش جدید برای ذخیره سازی و حمل گاز طبیعی به شکل هیدرات ظهور یابد. یکی از مهمترین خواص هیدرات که آن را برای این کاربرد بسیار مورد توجه قرار داده است، نسبت گاز به جامد بالا در آن است. اما مشکل اساسی استفاده از هیدرات در صنعت سرعت تولید پایین آن است. برای رفع این مشکل، افزودن مواد بهبود دهنده توسط محققین بسیاری پیشنهاد شده است. این مواد می توانند حجم گاز محبوس شده در شبکه هیدرات را افزایش داده، سبب بهبود سرعت تشکیل آن شده و شرایط ترمودینامیکی تشکیل آن را نیز جابه جا نمایند. به طوریکه هیدرات در دمای مورد نظر در فشار پایین تری تشکیل شود. تاکنون استفاده از مواد فعال سطحی و هیدروتروپ ها به عنوان مواد بهبود دهنده پیشنهاد شده است. رفتار فازی سیستم در حضور این مواد نسبت به حالت آب خالص دستخوش تغییر میشود. مدلهای ترمودینامیکی موجود نمیتوانند در حضور این مواد رفتار فازی تشکیل هیدرات را با دقت بالا پیش بینی نماید.
هدف از این تحقیق، اصلاح مدل ترمودینامیکی موجود جهت پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات، در حضور مواد بهبود دهنده می باشد. در این تحقیق اصلاحاتی بر آخرین مدل پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات در حضور مواد بهبود دهنده صورت پذیرفته است، تا مدل پیشگوتری حاصل شود. اثر حضور مواد بهبود دهنده پارا تولوئن سولفونیک اسید (pTSA) و سد یم دودسیل سولفات (SDS) در فاز ما یع در دو مرحله مورد مطالعه قرار گرفته است . در مرحله اول فرض شده که ماده بهبود دهنده یک حل شونده آلی است. ضریب اکتیویته آب در فاز مایع در حضور ماده بهبود دهنده pTSA و اجزای گاز طبیعی توسط مدل UNIFAC محاسبه میشود. برای سیستم حاوی SDS از مدل UNIFAC-IF که سهم نیروهای سطحی تشکیل مایسل کروی را در UNIFAC لحاظ می کند، استفاده شده است. در مرحله دوم تأثیر پدیده خود تجمعی مواد افزودن ی بر مدل لحاظ میشود تا اختلاف پتانسیل شیمیایی سیستم در شرایطی که این پدیده نیز در کنار تشکیل هیدرات وجود دارد، مورد محاسبه و ارزیابی قرار بگیرد. همچنین اثر استفاده از دو معادله حالت SRK و PR جهت محاسبات فاز گاز نیز مطالعه شده است. نتایج نشان داده است که در حضور مواد افزودنی معادله حالت SRK با دقت بهتری پیش بینی های مورد نظر را انجام داده است. نتایج حاصل از مدل برای سیستم های خالص بدون هیچ ماده افزودنی، سیستم های شامل مواد بازدارنده و سیستم های شامل مواد فعال سطحی و هیدروتروپ ها به عنوان مواد بهبود دهنده با داده های تجربی موجود در مقالات مقایسه شده است و نشان داده شده است که مدل پیش بینی های نزدیکی را ارائه نموده است.
فهرست مطالب:
چکیده
فصل اول: هیدرات گاز
1-1 مقدمه
2-1 تاریخچه
3-1 ساختارهای هیدرات
1-3-1 حفرات تشکیل دهنده هیدرات
1-1-3-1 دوازده وجهی با سطوح پنج ضلعی
2-1-3-1 چهارده وجهی
3-1-3-1 شانزده وجهی
4-1-3-1 دوازده وجهی غیر منتظم
5-1-3-1 بیست وجهی
I -2-3-1 ساختار
II -3-3-1 ساختار
H -4-3-1 ساختار
4-1 رفتار فازی تشکیل هیدرات
5-1 فرآیند تشکیل و تجزیه هیدرات
6-1 شرایط تشکیل هیدرات و ویژگی عمومی مولکولهای مهمان
1-6-1 طبیعت شیمیایی مولکولهای مهمان
2-6-1 بررسی هندسی مولکولهای مهمان
7-1 هیدرات به عنوان معضلی در صنعت نفت و گاز
8-1 فواید هیدرات گازی
1-8-1 حمل و ذخیرهسازی گاز طبیعی توسط هیدرات
فصل دوم: بهبود شرایط تشکیل هیدرات گازی
1-2 مقدمه
2-2 مواد بهبود دهنده
1-2-2 مواد فعال سطحی
1-2-2-1 تشکیل مایسل توسط مواد فعال سطحی
2-2-2 هیدروتروپها
3-2 اثر مواد بهبود دهنده بر فرآیند تشکیل هیدرات
1-3-2 مکانیزم تأثیرگذاری مواد بهبود دهنده
4-2 مروری بر مطالعات قبلی
فصل سوم: اصلاح مدل ترمودینامیکی پیشبینی شرایط تشکیل هیدرات در سیستمهای شامل مواد بهبود دهنده
1-3 مقدمه
2-3 مدل ترمودینامیکی وندروالس- پلاتیو
1-2-3 محاسبه اختلاف پتانسیل شیمیایی آب در شبکه هیدرات توخالی و پرشده
1-1-2-3 محاسبه فوگاسیته اجزای فاز گاز
2-2-3 محاسبه اختلاف پتانسیل شیمیایی آب در فاز مایع و شبکه هیدرات توخالی
3-2-3 الگوریتم محاسبات پیشبینی شرایط تشکیل هیدرات مخلوط گازی
3-3 اصلاح مدل ترمودینامیکی در حضور مواد افزودنی
1-3-3 اثر حضور مواد بازدارنده
1-1-3-3 مدل عمومی برای محاسبه ضریب اکتیویته UNIFAC
2-3-3 اصلاح مدل ترمودینامیکی در حضور مواد بهبود دهنده
1-2-3-3 اصلاح مدل ترمودینامیکی در حضور هیدروتروپ pTSA
2-2-3-3 اصلاح مدل ترمودینامیکی در حضور ماده فعال سطحی SDS
فصل چهارم: بحث و تفسیر نتایج
1-4 نتایج پیشبینی شرایط تشکیل هیدرات برای سیستم خالص
2-4 نتایج پیشبینی شرایط تشکیل هیدرات برای سیستمهای حاوی ماده بازدارنده
3-4 نتایج پیشبینی شرایط تشکیل هیدرات برای سیستمهای حاوی بهبود دهنده pTSA
1-3-4 تأثیر حلالیت اجزای گازی در فاز آب در حضور pTSA بر ضریب اکتیویته آب
2-3-4 تأثیر غلظت ماده افزودنی
3-3-4 پیشبینی نقطه تشکیل هیدرات در دمای بالا
4-3-4 مقایسه کارآیی استفاده از معادلات حالت
4-4 نتایج پیشبینی شرایط تشکیل هیدرات برای سیستمهای حاوی بهبود دهنده SDS
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها
1-5 نتیجه گیری
2-5 پیشنهادها
منابع و ماخذ
تعداد مشاهده: 3031 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.zip
فرمت فایل اصلی: pdf
تعداد صفحات: 134
حجم فایل:1,801 کیلوبایت
-
راهنمای استفاده:
مناسب جهت استفاده دانشجویان رشته مهندسی شیمی
-
محتوای فایل دانلودی:
در قالب فایل PDF