قیمت تمام شده پایان نامه ها و مقالات

. فشار بخار گاز آمونیاک در بالای مایع آمونیاک خالص با استفاده از رابطه زیر محاسبه می شود:
(۱-۱) Log_10⁡P=995028-0/003863T-(1473/17 )/T
جایی که : P = فشار جزئی به mmHg وT= درجه حرارت بر حسب کلوین (K)
آمونیاک می تواند تحت فشار تقریبی ۱۰ اتمسفر مایع شود و به همین حالت ذخیره و حمل گردد.
جدول (۱-۱). مشخصه های فیزیکی آمونیاک [۱]
مشخصه ها
مقادیر
نقطه جوش در یک اتمسفر
℃ ۴/۳۳-
نقطه ذوب
℃ ۷۴/۷۷-
دانسیته ( مایع) در ℃ ۳۵/۳۳- و یک اتمسفر
cm2 /gm 6818/0-
دانسیته ( گاز)
Liter / g 7714/0-
ویسکوزیته در ℃ ۳۳-
Cp 254/0
ویسکوزیته در ℃ ۲۰
p 109× ۸۲/۹
شاخص شکست (Refractive) در ℃ ۲۵
۳۲۵/۱
ثابت دی الکتریک در ℃ ۲۵
۹/۱۶
کشش سطحی در ℃ ۱۱
cm / dyn 38/23
هدایت ویژه در ℃ ۳۸-
cm-1 7-10×۹۷/۱
هدایت گرمایی در ℃ ۱۲
cm /Goal 5-10 ×۵۱/۵
فشار بخار در ℃ ۲۵
atm 10
درجه حرارت بحرانی
℃ ۴۵/۱۳۲
فشار بحرانی
atm 3/112
دانسیته بحرانی
cm3 /g 2362/0

۱-۱-۲- روش های حذف آلاینده های نیتروژنی و آمونیاک
آلاینده های نیتروژنی اغلب به روش های معمولی و مرسوم تصفیه قابل حذف نبوده و نیاز به تصفیه پیشرفته فاضلاب دارند. در طی ۶۰ سال گذشته روش های متعددی برای تبدیل و حذف نیتروژن از فاضلاب ها به کار گرفته شده اند که به چهار گروه عمده تقسیم می شوند.
موارد به کار گیری و قدرت تأثیر گذاری هرکدام از این روش ها در جدول (۱-۲) نشان داده شده است]۱ [از نقطه نظر صنعتی در یک شبیه سازی متفاوت زمینه هایی که تا کنون برای حذف آمونیاک از پسآب ها به کار برده شده اند در دو گروه اصلی تحت عنوان فرآیندهای فیزیکی – شیمیایی و فرآیندهای بیولوژیکی دسته بندی شده اند.

جدول (۱-۲). روش های مختلف حذف آلاینده های نیتروژنی [۲]
فرآیندهای تصفیه
درصد حذف ترکیبات نیتروژنی
% حذف نیتروژن پسآب

نیتروژن آلی
〖NH_3- NH〗_۴^+
NO_3^-

فرآیندهای بیولوژیکی
۱- نیترات سازی
۲- دی نیتریفیکاسیون
۳- حوضچه های اکسیداسیون

۵۰-۱۰
بی اثر
جرئی
۹۰-۷۰
( تبدیل به NO_3^-)
بی اثر
جزئی
بی اثر
۹۰-۸۰
( تبدیل به N2)
جزئی

۲۰-۵
۹۵-۷۰
۹۰-۲۰
فرآیندهای شیمیایی
۱-کلرزنی تا نقطه شکست
۲- انعقاد شیمیایی
۳- تبادل یونی (رزین های مصنوعی)
۴- تبادل یونی ( رزین های طبیعی)
۵- جذب سطحی ( کربن فعال)

۹۰-۵۰
جزئی

جزئی

۵۰-۲۰

۱۰۰-۹۰
جزئی
جزئی

۹۷-۸۰

جزئی

بی اثر
جزئی
۹۰-۷۵

بی اثر

جزئی

۹۵-۸۰
۳۰-۲۰
۹۰-۷۰

۹۵-۷۰

۲۰-۱۰
فرآیندهای فیزیکی
۱-دفع آمونیاک
۲- الکترودیالیز
۳- فیلتراسیون
۴- اسمز معکوس

بی اثر
۱۰۰(به صورت معلق)
۱۰۰-۳۰ (به صورت معلق)
۱۰۰-۳۰ (به صورت معلق)

۹۵-۶۰
۵۰-۳۰
جزئی
۹۰-۶۰

بی اثر
۵۰-۳۰
جزئی
۹۰-۶۰

۹۰-۵۰
۹۰-۸۰
۴۰-۲۰
۹۰-۸۰
استفاده از زمین
۱-آبیاری
۲- نفوذ سریع
۳- جریان روی زمین

تبدیل به NH_3
تبدیل به NH_3
تبدیل به NH_3

تبدیل بهNO_3^-
تبدیل بهNO_3^-
تبدیل بهNO_3^-

تبدیل بهN_2
تبدیل بهN_2
تبدیل بهN_2

۹۰-۶۰
۸۰-۳۰
۹۰-۷۰
۱-۲ مفاهیم عمومی فرآیند جذب سطحی
جذب سطحی۲ یکی از روش‌های جداسازی انتخابی است که در آن جزء یا اجزای مشخصی از فاز گاز یا مایع به روی سطح جاذب متخلخل منتقل می‌گردد. گزینش‌پذیری یک جاذب برای جذب یک جزء یا اجزای محلول از سیال حامل، موجب استفاده گسترده‌تری از این فرآیند شده است. عمل جذب سطحی شامل تجمع مولکول‌های جذب شونده روی سطح داخلی جاذب می‌باشد و با توجه به اینکه در واحد سطح فقط مقدار اندکی تجمع می‌تواند صورت پذیرد، از جاذب‌های فوق‌العاده متخلخل با نسبت سطح به حجم خیلی زیاد استفاده می‌شود. اصولاً قدرت انتخابی کنندگی یک جاذب بین حل شونده و سیال حامل یا بین حل شونده‌های مختلف، امکان جداسازی حل شونده‌های بخصوص از سیال حامل و از یکدیگر را فراهم می‌سازد. بطریق مشابه در عملیات معکوس که به نام دفع۳ نامیده می‌شود، اجزای موجود در ماده جامد جداسازی می‌شوند.
با استفاده از عمل جذب می‌توان جداسازی‌های بسیاری را که بوسیله تکنیک‌های دیگر جداسازی همچون تقطیر، جذب مایع‌ـ گاز، استخراج مایع‌ـ مایع۴ و رو‌ش‌های جداسازی غشایی بعضاً غیرممکن یا غیرعملی می‌باشند انجام داد. لازم به ذکر است که بدلیل سادگی و کاربرد فراگیر، تقطیر سهم بزرگی در تکنولوژی سنتی جداسازی دارد. از سال ۱۹۷۲ جذب سطحی از برخی جهات بر فرآیند وابسته به انرژی تقطیر برتری یافته است. البته جداسازی از طریق جذب سطحی موقعی اقتصادی‌تر است که ضریب جداسازی۵ یا انتخاب‌پذیری جاذب۶ خیلی بیشتر از ضریب فراریت نسبی باشد. به بیانی دیگر وقتی فراریت نسبی کمتر از حدود ۲۵/۱ باشد، به صورت یک قانون نسبی، جذب سطحی نسبت به تقطیر برای جداسازی توده فاز برتری می‌یابد. لذا پیدایش جذب سطحی موجب افزایش کاربردهای فرآیندی و زیست‌محیطی تکنیک‌های جداسازی گردیده است. ضمن اینکه بسیاری از این کاربردها فقط از طریق توسعه تکنولوژی جذب قابلیت امکان یافته‌اند.
فرآیند جذب سطحی اغلب در یک بستر ثابت از جاذب صورت می‌گیرد که عملیات احیاء بصورت دوره‌ای روی آن انجام می‌گیرد. یک سیستم متعارف شامل دو بستر موازی است که در آن یکی در حالت جذب کردن بوده و دیگری در
حال احیاء می‌باشد. در واحدهای بزرگ صنعتی، استفاده از سه بستر متداول است. بدین ترتیب که همواره دو بستر در حال جذب و یک بستر در حال احیاء می‌باشد.
در دماهای پائین عمل جذب سطحی معمولاً بوسیله نیروهای بین مولکولی و بدون تشکیل پیوندهای شیمایی جدید انجام می‌گیرد. بدین دلیل به این عمل جذب فیزیکی۷ گفته می‌شود. ولی در دماها بالاتر از C 200 انرژی اکتیواسیون برای تشکیل یا شکستن پیوندهای شیمیایی در دسترس می‌باشد. لذا به چنین مکانیزمی جذب شیمیایی۸ اطلاق می‌شود. جذب فیزیکی عمدتاً بوسیله نیروهای واندروالس و الکترواستاتیک بین مولکولهای جذب شونده و اتم‌های تشکیل دهنده سطح جاذب انجام می‌گردد.
سطوح جاذب‌های متخلخل اغلب نامرتب بوده و انرژی‌های پیوندی از یک مکان فعال تا دیگری بسیار متفاوت می‌باشند. البته در غربالهای مولکولی۹ که نمونه‌هایی از سطوح با یکنواختی زیاد هستند، انرژی اتصال تقریباً ثابت است. سطوح جذب کننده‌ها در کانال‌ها یا حفره‌های داخلی دارای ساختمان‌های میکروکریستالی می‌باشند.
جاذب‌ها عموماً موادی مصنوعی یا طبیعی با ساختمان‌های بی‌شکل (آمورف) یا میکروکریستالی هستند. از جاذب‌های رایج کربن فعال، آلومینای فعال، سیلیکاژل، بنتونیت، لایگنیت۱۰، بعضی از خاک‌ها مانند خاک رس، غربال‌های مولکولی (زئولیت‌ها) و رزین‌های تبادل کنده یونی را به عنوان موادی که در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، نام برد.

۱-۲-۲- کاربردهای اصلی فرآیند جذب سطحی
۱-۲-۲-۱- کاربردهای جذب سطحی از فاز مایع
یکی از کاربردهای اصلی فرآیند جذب سطحی، جذب از فاز مایع می‌باشد. مهمترین کاربری‌ها در این گروه عبارتند از:
۱. رنگ‌گیری، خشک کردن یا گرفتن مواد سنگین چسپناک از سوخت‌ها، روان‌کننده‌ها۱۱ حلال‌های آلی، روغن‌های گیاهی و حیوانی.
۲. بازیابی مواد آلی بیولوژیکی نظیر آنتی‌بیوتیک‌ها، ویتامین‌ها و مانند آن از محصولات تخمیری یا عصاره‌ها گیاهی.
۳. شفاف‌سازی۱۲ محصولات غذایی و دارویی مانند رنگ‌گیری از محلول‌های شکر خام.
۴. تصفیه جریان‌های خروجی از فرآیند برای کنترل آلودگی.
۵. تصفیه آب برای گرفتن مزه، بو و رنگ.
۶. جداسازی پارافین‌های خطی از پارافین‌های حلقه‌ای یا ایزومرهای شاخه‌دار.
۷. تثبیت آنزیم سلول‌ها میکروبی روی جاذب و استفاده از آن در تصفیه فاضلاب‌ها بوسیله جداسازی بیولوژیکی۱۳. ]۲[.

۱-۲-۲-۲- کاربردهای جذب سطحی از فاز گاز
مورد دیگر کاربردهای اصلی فرآیند جذب سطحی، جذب از فاز گاز می‌باشد. مهمترین آنها عبارتنداز:
خشک کردن و رطوبت زدایی از گازها
تصفیه هوای ورودی، گردشی یا خروجی از فرآیند برای گرفتن گازهای سمی، بودار و آئروسل‌ها۱۴.
بازیابی حلال از هوای خروجی از یک واحد تبخیری مانند رنگ‌آمیزی پاششی، فرآیندهای پلیمری و غیره.
جداسازی مخلوط گازها (بالکهای شیمیایی، ایزومرها و هوا).
جداسازی ناخالصی‌ها از توده فاز گاز.

۱-۲-۳- خواص اساسی جاذب‌ها
برای انتخاب یک جاذب جهت یک فرآیند خاص باید خواص ویژه آنرا که شامل ظرفیت، گزینش‌پذیری، احیاء پذیری، سرعت جذب، سازگاری با فرآیند و قیمت می‌باشند در نظر گرفت. گرچه به ندرت جاذبی یافت می‌شود که در تمام موارد فوق‌الذکر بهینه باشد.
۱-۲-۳-۱- ظرفیت۱۵
ظرفیت مهمترین خاصیت یک جاذب می‌باشد که بصورت مقدار ماده جذب شده به ازای واحد وزن یا حجم جاذب تعریف می‌شود. این عامل با توجه به تأثیر آن در مقدار جاذب مصرفی و نیز حجم محفظه جذب، در قیمت تمام شده یک واحد بسیار مؤثر می‌باشد.
در مقدار ظرفیت یک جاذب خاص عوامل مختلفی از جمله خواص ماده جذب شونده (اندازه مولکول، نقطه‌جوش، وزن مولکولی و قطبیت)، خواص سطحی جاذب (قطبیت، اندازه منافذ، فضای خالی)، غلظت در فاز سیال، زمان تماس و وجود مواد مسموم کننده جاذب در سیال مؤثر می‌باشند. اطلاعات مربوط به ظرفیت جذب هر جاذب بخصوص در دمای ثابت ارائه می‌گردد که به منحنی ایزوترم مشهور می‌باشد.

۱-۲-۳-۲- تخلخل۱۶
تخلخل به مقدار منافذ و در نتیجه فضای خالی موجود در واحد وزن یا حجم جاذب متخلخل اطلاق می‌شود. هرچه میزان تخلخل یک جاذب بیشتر باشد، مقدار مساحت سطحی و در نتیجه ظرفیت جاذب نیز بیشتر خواهد بود. تخلخل جاذب‌ها توسط چند روش مختلف تعیین می‌گردد. وقتی که دانسیته واقعی جاذب معلوم باشد، کل تخلخل و حجم مخصوص منافذ۱۷ با استفاده از دانسیته واقعی جاذب و دانسیته ذره به صورت زیر بدست می‌آیند:
ε_t=1-ρ_p⁄ρ_s (1-2)
V_p=1⁄ρ_p -1⁄ρ_s (1-3)
که در آن و به ترتیب بیانگر کل تخلخل، حجم مخصوص منافذ برحسب ، دانسیته ذره و دانسیته واقعی جاذب می‌باشند. دانسیته ذره را می‌توان با استفاده از یک غلظت سنج جیوه‌ای۱۸ با فرض عدم امکان نفوذ جیوه به داخل منافذ بدست آورد. برای این منظور جاذب را که قبلاً در معرض خلاء قرار گرفته است، در معرض جیوه در فشار محیط قرار می‌دهند. تحت این شرایط جیوه به داخل منافذ با قطر بیش از ۵/۷میکرون نفوذ کرده و فضای خالی بین ذرات را پر می‌کند. حال دانسیته ذره با استفاده ازفرمول زیر بدست می‌آید:
(۱-۴) p_p=w_s⁄⌊((w_m-w_p+w_s ))⁄p_Hg ⌋
که در آن وزن لیوان غلظت سنج پر
شده از جیوه، وزن لیوان غلظت‌سنج با نمونه وزن جیوه همراه با نمونه و دانسیته جیوه می‌باشد.
دانسیته واقعی ذرات اغلب در منابع و مراجع موجود است. ولی دانسیته واقعی بعضی از اجزای متخلخل به علت وجود منافذ محبوس در آنها که از بیرون قابل دسترسی نمی‌باشند، در جداول موجود نیست و در نتیجه دانسیته واقعی آنها را نیز باید به روش عملی بدست آورد. یکی از روش‌های عملی برای این کار استفاده از غلظت‌سنج بالا می‌باشد که در آن بجای جیوه از یک مایع قابل نفوذ در منافذ مانند آب یا حلال‌های آبی استفاده می شود.

۱-۲-۳-۳- قطبیت سطح۱۹
شباهت سطح جاذب به ترکیبات قطبی مانند آب، قطبیت سطح گفته می‌شود. به همین دلیل به جاذب های قطبی همچون آلومینوسیلیکات‌هایی مانند زئولیت و سیلیکاژل آبدوست۲۰ اطلاق می‌گردد. از طرف دیگر جاذب‌های غیرقطبی مانند جاذب‌های کربنی و پلیمری و سیلیکالیت که به روغن بیشتر از آب شباهت دارند عموماً آب‌گریز۲۱ نامیده می‌شوند.

۱-۲-۳-۴- مساحت سطح۲۲
مساحت سطح داخلی جاذب‌های میکرو متخلخل اغلب به عنوان یکی از مقادیر نشان دهنده درجه پیشرفت منافذ مورد استفاده قرار می‌گیرد. مساحت سطح برحسب بیان می‌شود و معمولاً بوسیله روش B.E.T. (برونائور و همکاران۲۳ ۱۹۳۸) اندازه‌گیری می‌شود.
مقدار یک ماده گازی که به صورت فیزیکی روی سطح یک جامد جذب می‌شود (کندانس می‌شود)، مقدار ماده جذب شده با فشار تغییر می‌کند. معادله B.E.T. اجازه می‌دهد تا حجم گاز لازم برای تشکیل یک تک لایه از مایع روی سطح جامد، ، را اندازه‌ بگیریم، معادله B.E.T. به صورت زیر است:
(۱-۵) Y/V(1-Y) =1/V_m +(B-1)Y/V_m
که Y فشار نسبی ، V حجم گاز جذب شده فشار گاز و فشار اشباع در دمای محفظه نگهداری جاذب است. حجم از مورد نظر برای تشکیل یک لایه روی جاذب در درجه حرارت سیستم و B یک ثابت است. در فصل بعد به صورت کاملتری مدل فوق بیان شده است.
بنابراین منحنی برحسب Y باید خطی با شیب و عرض از مبداء باشد تا از روی مقادیر بدست آمده از شکل و حل دو معادله توأم مقدار را بدست آوریم. خطی بودن برحسب Y معمولاً در فشار نسبی ، در محدوده ۰۵/۰ و ۳/۰ دیده می‌شود، اگرچه در مواردی هم خارج این محدوده دیده شده است.
با استفاده از روش B.E.T حجم تک لایه جذب شده گاز روی سطح بدست می‌آید. معمولا از گاز نیتروژن که مشخصات آن به خوبی شناخته شده است، استفاده می‌گردد. البته ممکن است از گازهای دیگر هم استفاده شود. با دانستن سطح

قیمت تمام شده پایان نامه ها و مقالات

دیدگاهتان را بنویسید