پایان نامه کربن فعال و بررسی سنتیک واکنش های شیمیایی در حضور کربن فعال

فرمت: ورد و قابل ویرایس

تعداد فایل: 7 فایل ورد

تعداد صفحه: 150

رسته: شیمی، مهندسی شیمی، مهندسی مکانیک، پلیمر و رشته های مرتبط

پایان نامه کربن فعال و بررسی سنتیک واکنش های شیمیایی در حضور کربن فعال دارای تصاویر جامع و تخصصی نامگذاری شده، نمودارها و منحنی های جامع و تخصصی نامگذاری شده، جداول جامع و تخصصی نامگذاری شده، فرمول و محاسبات، فهرست منابع فارسی و لاتین میباشد.

مقدمه

کربن فعال به‌عنوان یک جاذب دارای کاربردهای مهم و حیاتی می‌باشد. این ماده از پیرولیز مواد گیاهی حاوی کربن تولید می ‌شود و تحت عملیات فعال ‌سازی قرارمی‌ گیرد. با توجه به نوع مواد خام مصرفی، کربن‌های فعال دارای اندازه منافذ و شکل‌های متفاوت هستند و از طرفی با توجه به توزیع اندازه منافذ، دارای کاربردهای گسترده و ویژه‌ای می‌باشند. در این پروژه در طی چهار فصل به بررسی مختصری از خصوصیات فیزیکی این ماده جاذب ، مراحل تولید آن و روشهای احیای آن در صنعت پرداخته شده و با گردآوری آزمایشات متعدد و معروف در این باب از منابع معتبر و اراٸه نتایج حاصل از این آزمایشات، تحلیل نتایج و بسط آنها در ابعاد صنعتی صورت گرفته است.

فصل اول به معرفی کربن فعال شده و ساختار فیزیکی آن،  بیان مبانی ابتدایی و نیز مختصری از موارد کاربرد آن در ابعاد صنعتی و غیره پرداخته شده است، و با مطالعه این بخش به ذهنیتی جامع در باره این ماده جاذب و مواد دیگر مشابه دست خواهیم یافت.

فصل دوم اختصاص به بررسی کاربرد کربن فعال شده در صنعت دارد و با گردآوری و آنالیز چند کاربرد وسیع و متداول مورد استفاده کنونی آن در صنعت به مقایسه و تحلیل نتایج به عمل آمده پرداخته شده و مواردی چون مزایا، معایب و نیز مقایسه آنها با موارد مشابه توسط مواد مختلف دیگر ذکر گردیده است.

فصل سوم، روشهای احیای کربن فعال شده را مورد بررسی قرار می دهد و با ذکر چند ماده متداول در این فصل به مقایسه آنها از لحاظ اقتصادی، کاربردی و دیگر منافع و مضرات آنها می پردازد و با اراٸه چند آزمایش متداول سعی بر آن شده که فعل و انفعالات آنها در صنعت، در ابعاد آزمایشگاهی شبیه سازی شود.

فصل چهارم با اراٸه چند نمونه خاص به آنالیز تٸوری و علمی سینتیک واکنشهای شیمیایی در حضور کربن فعال شده می پردازد و با بررسی مدل های شناخته شده ریاضی، نتایج حاصل و میزان خطا های آزمایشگاهی را توسط این مد لها تحت پوشش قرار می دهد.

مدلها، نتایج آزمایشگاهی، جداول و نمودارهای بکار رفته در این پروژه، همگی بر گرفته از منابع معتبر علمی می باشند و در بخش منابع و مراجع[1]، نام منابع به همراه مولف[2] و سایرمشخصه ها قید گردیده است.

[1]   Refrences

[2]   Authors

فصل اول

تعریف کربن فعال و مبانی ابتدایی:Introduction and basic principles:             کربن فعال به گروهی از مواد اطلاق می‌شود که مساحت سطح داخلی بالا، تخلخل و قابلیت جذب گازها و مایعات شیمیائی را دارند. کربن‌های فعال به‌عنوان جاذب‌های حیاتی در صنایع شناخته شده‌اند و کاربردهای گسترده‌ای با توجه به قابلیت جذب گازها و مایعات مزاحم دارند و می‌توان از آنها برای تصفیه و پاکسازی و حتی بازیافت موادشیمیائی استفاده نمود. کربن‌های فعال به‌دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد و همچنین قیمت پائین در مقایسه با جاذب‌های غیرآلی مانند زئولیت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشند. کربن‌های فعال شده به‌دلیل مساحت گسترده آنها، ساختار منفذی، ظرفیت جذب بالا و قابلیت فعال‌سازی مجدد سطح، یک ماده منحصربه‌فرد می‌باشند. کاربرد مهم و قابل اهمیت آنها در جداسازی بو، رنگ، مزه‌های غیردلخواه از آب در عملیات‌های خانگی و صنعتی، بازیافت حلال، تصفیه هوا به‌ویژه در رستوران‌ها، صنایع غذایی و شیمیایی می‌باشند، همچنین با موادغیرآلی به‌عنوان کاتالیست نیز استفاده می‌شوند. در داروسازی نیز برای مبارزه با یک نوع باکتری خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند و به‌عنوان جداکننده اسیدهای آروماتیک از حلال در داخل اسیداستیک نیز می‌توان از کربن فعال استفاده کرد. کربن‌های فعال ‌شده محصولات پیچیده‌ای می‌باشند، به این دلیل طبقه ‌بندی آنها براساس رفتار، مشخصات سطح و روش آماده‌سازی آنها مشکل می‌باشد، هر چند یک ‌سری طبقه ‌بندی براساس مشخصات فیزیکی آنها انجام شده است…………..

فصل دوم

کاربرد کربن فعال شده در صنعت

  1. حذف ايميداکلوپرايد (حشره کش) از آبهای آلوده توسط کربن فعال
  1. جذب کادمیم از محلولهای آبی توسط کربن فعال ساخته شده از ضایعات کشاورزی

تصفیه آبهای آلوده توسط کربن فعال گرانوله GAC

محيط زيست وديعه اي الهي است كه در اختيار انسانها قرار دارد و بايد از آن به نحو احسن محافظت شود، در اين بين، آب مهمترين منبع طبيعي در جهان است كه بدون آن ادامه زندگي محال و اكثر كارخانه ها نيز قادر به ادامه كار نيستند. آلودگي آبهاي سطحي و زيرزميني توسط فاضلابها و آلاینده – های دفع شده از کارخانه های مختلف و ورود مواد زیان آور شیمیایی به منابع آبی موجود در طبیعت مساله مهمي است كه در چند سال اخير بسيار مورد توجه دانشمندان می باشد، به همين علت مطالعات زيادی روی حذف این مواد آلاینده صورت گرفته است. در این بخش از کار پژوهشی به بررسی چند نمونه مختلف از روشهای حذف مواد آلاینده منابع آبی در طبیعت به عنوان کاربردی از کربن فعال پرداخته شده است.

I.

حذف ايميداکلوپرايد (حشره کش) از آبهای آلوده توسط کربن فعال در سالهای اخیر حذف آلودگیهای ناشی از آفت کشها از آبهاي سطحي و زيرزميني به یک مساله بسیار مهم و حیاتی تبدیل شده است. آفت کش ها هر چند بخاطر……………

فصل سوم

روشهای احیای کربن فعال

      تاثیر ترکیب احیاگرهای شیمیایی بر سرعت احیای کربن فعال

امروزه تركيبات آلي فرار  به عنوان يكي از شناخته شده ترين آلاينده هاي محيط زيست محسوب مي گردند. روشهاي مختلفي جهت حذف اين آ لايندهها از پسابهاي صنعتي ارائه گرديده است. استفاده از جاذبهاي سطحي جهت تصفيه پساب در بسياري از صنايع کاملاً متداول و رايج است. جاذبهاي سطحي بعد از اشباع بايد احيا شوند تا جهت جذب در مرحله بعد آماده گردند. در كار حاضر احيا كربن فعال آلوده به فنل ) به عنوان يك نمونه بسيار شاخص از تركيبات آلي فرار مورد استفاده در مقالات) مورد مطالعه قرارگرفته است. از بين روشهاي مختلف و متنوع پيشنهاد شده در مراجع روش هاي حلال شويي و استفاده از مواد واكنشگر و ترکيب اين دو احيا گر با تاکيد بر زمان احيا در اين مطالعه مورد بحث و بررسي قرار گرفته است . نتايج بيانگر آن است كه با استفاده از احياگرهاي شيميايي و تركيب آنها مي توان به درصد احيا قابل توجهي (در حدود %۹۰ (دست يافت.  با استفاده از احياگرهايي با خاصيت واكنش دهي زمان احيا كوتاهتر و درصد احيا قابل توجهي قابل حصول است.  با در نظر گرفتن مسايل اقتصادي تركيب دو احياگر توصيه نميگردد.

تصفيه پسابهاي صنعتي به عنوان يكي از مهمترين آلاينده هاي محيط زيست در سالهاي اخير اهميت بسيار زيادي پيدا كرده است . تركيبات آلي فرار به عنوان يكي از آلاينده هاي محيط زيست كه در پساب بسياري از صنايع از جمله پالايشگاه ها و پتروشيمي ها موجود است، مورد توجه خاصي قرار گرفته است . روشهاي مختلفي جهت حذف تركيبات VOC از پساب صنايع پيشنهاد گرديده است ليكن جذب سطحي در صورتي كه غلظت آلاينده زياد نباشد به عنوان يك روش بسيار مناسب، آسان و ارزان قيمت شناخته شده است و قابل به كار گيري مي باشد.

از بين جاذبهاي سطحي مختلف، كربن فعال به عنوان يك جاذب بسيار متداول، شناخته شده، قابل دسترس و ارزان قيمت در بسياري از صنايع مورد استفاده قرار مي گيرد. با توجه به نياز بسيار زياد صنايع داخلي به كربن فعال و توليد بسيار كم و نامرغوب اين ماده در داخل كشور، احيا كربن فعال به عنوان يك راه حل مناسب جهت كاهش چشمگير واردات اين ماده توصيه مي گردد.

روشهاي احيا كربن فعال تا کنون روشهاي مختلفي جهت احيا کربن فعال آلوده شده در صنايع پيشنهاد گرديده است. در يک نگاه اجمالي احيا کربن فعال به روشهاي دمايي، شيميايي، ميکروبي، الکتروشيميايي و فشاري انجام مي گیرد. در مطالعه حاضر روش احيا شيميايي……………

فصل چهارم

       بررسی سینتیک واکنشهای شیمیایی در حضور کربن فعال

بررسی سينتيک واکنش اکسيداسيون سولفيد هيدروژن در مجاورت کربن فعال

گاز طبيعي كه از مخازن استخراج مي شود شامل برخي اجزاي غير هيدروكربني مانند، S  و  و مركاپتانها و غيره مي باشد، که اين گاز، گاز ترش ناميده       مي شود.

وجود اين عوامل در گاز سبب ايجاد مشکلاتی از جمله خوردگی خطوط لوله و دستگاه ها و همچنين پايين آمدن کيفيت گاز طبيعی می شود در نتيجه ناچار به حذف اين مواد از گاز طبيعي مي باشيم.  اين فرايند شيرين سازي گاز ناميده می شود. فرايند شيرين سازی عموما توسط جاذبهای مختلفی از جمله آمين ها صورت مي گيرد كه در طي آن سولفيد هيدروژن موجود در گاز توسط اين مواد جذب مي شود . مشكل اين روش وجود سولفيد هيدروژن بعد از فرايند جذب است. لذا دربخش از پروژه حذف سولفيد هيدروژن توسط كاتاليست مد نظر قرار گرفته است.

در سال ١٩٨٦ اكسيداسيون سولفيد هيدروژن بوسيله كربن فعال توسط آقايانEric L Tollefson.  و Ghosh Tushark مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده شده است که مرحله کنترل کننده سرعت، واكنش سطحي بوده و معادله آن نيز به صورت زير مي باشد:………………….

طراحی و بهینه سازی شده توسط مهندس پیمان پورهادی