دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد بهینه سازی فرایند واجذب WF6 بر روی نانوجاذب NaF

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع ارشد مهندسی شیمی 

گرایش : نانو

عنوان :  بهینه سازی فرایند واجذب WF6 بر روی نانوجاذب NaF

دانشگاه کاشان

 

پژوهشکده علوم و فناوری نانو

پایان نامه

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

در رشته نانو مهندسی شیمی

عنوان:

بهینه سازی فرایند واجذب WF6 بر روی نانوجاذب NaF

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

در واحد غنی سازی اورانیوم بوسیله سانتریفیوژ، گاز UF6 پس از عبور از سانتریفیوژ و انجام فرایند غنی سازی، وارد تله سرد شده و در دمای پایین جامد و جمع آوری می گردد.

یکی از جاذب های مورد استفاده برای جذب هگزا فلورید اورانیوم، سدیم فلوراید می باشد. منحنی تعادلی جذب UF6 توسط جاذب سدیم فلوراید یکی از اطلاعات مهم برای طراحی برج های جذب می باشد. مزیت سدیم فلوراید نسبت به جاذب های دیگر UF6 امکان واجذب، احیاء دوباره جاذب و استفاده دوباره UF6 می باشد. در این پایان نامه ابتدا جذب سطحی UF6 بر روی سدیم فلوراید در فشار های 10،20،30و40 میلی بار انجام و بر اساس نمودار ایزوترم لانگمویر، میزان جذب اشباع در دمای محیط بدست می آید، سپس واجذب UF6 در دماها و فشار های مختلف بر اساس نیاز صنعت انجام گرفته همچنین عوامل موثر در واجذب بررسی و بهترین شرایط فرایندی ارائه شده است. در ادامه میزان از دست دادن ظرفیت جذب بعد از جذب و واجذب های متوالی در شرایط فرایندی یکسان بررسی و گزارش شده است. آنالیز کیفی UF6 در قبل و بعد از واجذب انجام و گزارش شده است. بر روی نحوه بدست آمدن سدیم فلوراید و ساختار حفرات آن مطالعاتی انجام و آنالیز های کیفی از آن گزارش شده است.

کلمات کلیدی: جذب سطحی، دفع سطحی، ایزوترم، سدیم فلوراید، هگزا فلورید اورانیوم

 

فهرست مطالب

 

1-…….. فصل نخست: 7

1-1-           بخش اول : مقدمه. 8

1-1-1- جذب سطحي.. 8

1-1-2-        مقایسه کلی انواع جذب سطحی.. 12

1-1-3- معيار انتخاب فرآيندهاي جذب سطحي.. 12

1-1-4-            پارامترهاي مؤثر بر جذب.. 13

1-1-5-            جاذب ها 16

1-1-6-            روشهاي احیاي جاذب.. 18

1-1-7-            تعادل : منحنی هم دماي جذب.. 18

1-1-8-            ایزوترم هاي جذب سطحی.. 21

1-2-           بخش دوم: بررسی ویژگی اورانیوم. 27

1-2-1-    اورانیوم. 27

1-2-2-                     کاربردهای فلز اورانیوم. 28

1-2-3-            تولید و توزیع. 29

1-2-4-    هشدارها 29

1-2-5-        هگزافلوراید اورانیوم. 30

1-2-6-            روش های تولید انرژی هسته ای.. 31

1-2-7-        غني سازي.. 31

1-2-8- غنی سازی با دستگاه سانتریفیوژ 33

1-2-9- غنی سازی اورانیوم از طریق میدان مغناطیسی بسیار قوی.. 33

1-2-10-            تله شیمیایی.. 34

1-2-11- بررسی انواع جاذب مورد استفاده در سیستم غنی سازی اورانیوم. 35

1-2-12-      کربن فعال. 36

1-2-13-            فلورید سدیم. 41

1-3-           بخش سوم: بررسی جاذب هاي مورد استفاده در صنایع غنی سازي.. 42

1-3-1- جذب UF6 روی آلومینا و فلورید سدیم. 43

1-3-2-            سرعت واکنش… 44

1-3-3-            احیا و قابلیت هاي بازیافت.. 46

1-3-4- تاثیر دیگر اجزاي خوراك گازي.. 46

1-3-5-            مطالعه افت فشار 47

1-3-6- نمودار شکست و مدل سازی آن. 47

2-…….. فصل دوم: 49

2-1-           بخش اول: مقدمه. 50

2-1-1-            اثر ناپذيرسازى.. 51

2-1-2-            آزمایش جذب استاتيك… 52

2-1-3-            نتايج تجربی.. 55

2-2-           بخش دوم: تغییرات فشار گاز UF6 نسبت به زمان در هنگام جذب سطحی.. 56

2-3-           بخش سوم:ایزوترم جذب UF6 توسط سدیم فلوراید. 62

2-4-           بخش چهارم:آزمایش های واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلوراید. 64

2-4-1-            واجذب: 65

2-4-2-            جذب: 66

2-4-3-            مراحل آزمایش: 67

2-5-           بخش پنجم: آزمایش های جذب و واجذب متوالی UF6 بر روی نانو جاذب سدیم فلوراید. 73

2-5-1-                          آزمایش اول جذب و واجذب.. 73

2-5-2-            آزمایش دوم جذب و واجذب.. 75

2-5-3-            آزمایش سوم جذب و واجذب.. 77

2-5-4-            آزمایش چهارم جذب و واجذب.. 79

2-5-5-            آزمایش پنجم جذب و واجذب.. 81

2-5-6-            نتایج آزمایشات جذب و واجذب متوالی.. 82

2-5-7-            جذب در دمای بالا: 83

3-…….. فصل سوم: 85

3-1-           نتایج جذب سطحی.. 86

3-2-           نتایج واجذب.. 87

4-…….. فصل چهارم: 89

4-1-           نتیجه گیری.. 90

4-2-           پیشنهادات.. 91

منابع و مآخذ: 92

پیوست الف : اورانیوم. 94

پیوست (ب) سدیم فلورید. 101

 

فهرست جدول ها

جدول ‏1‑1میزان جذب UF6 روی چهار جاذب در آزمایش شولتز 44

جدول ‏2‑1داده های جذب در فشار های اولیه مختلف.. 56

جدول ‏2‑2تغییرات گرم جذب شده به گرم جاذب با فشار تعادلی برای جذب UF6 بر روی نانوجاذب سدیم فلورید  62

جدول ‏2‑3داده های جذب برای شروع فرایند واجذب.. 66

جدول ‏2‑4در صد واجذب در دماهای مختلف.. 72

جدول ‏2‑5 در صد واجذب در دماهای مختلف.. 73

جدول ‏2‑6نتایج واجذب UF6 بر روی نانوجاذب سدیم فلورید. Error! Bookmark not defined.

جدول ‏2‑7داده های جذب برای سدیم فلورید. 74

جدول ‏2‑8داده های جذب برای سدیم فلوریدی که یکبار واجذب شده 76

جدول ‏2‑9داده های جذب برای سدیم فلوریدی که دوبار واجذب شده 78

جدول ‏2‑10 جذب برای سدیم فلوریدی که سه مرتبه واجذب شده 80

جدول ‏2‑11داده های جذب برای سدیم فلوریدی که چهار مرتبه واجذب شده 82

جدول ‏2‑12نتایج جذب و واجذب متوالی گاز UF6 بر روی نانوجاذب سدیم فلورید. 83

 

فهرست نمودارها

 نمودار ‏1‑1 )مقایسه تغییرات جذب هگزافلورید اورانیوم براي NaF و آلومینا H –151.. 45

 نمودار ‏2‑1)سامانه مورد استفاده جهت انجام آزمایشات جذب و دفع استاتیکی.. 53

نمودار ‏2‑2) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 14.03. 57

نمودار ‏2‑3) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 21.62. 57

نمودار ‏2‑4) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 28.70. 58

نمودار ‏2‑5) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 40.96. 58

نمودار ‏2‑6) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 53.68. 59

نمودار ‏2‑7) تغییرات فشار بر حسب زمان در فشارهای اولیه مختلف… 59

نمودار ‏2‑8) تغییرات درصد جذب بر حسب فشار اولیه. 60

نمودار ‏2‑9) تغییرات گرم جذب شده به گرم جاذب بر حسب فشار اولیه. 60

نمودار ‏2‑10) تیءوری لانگمویر و فرندلیچ.. 63

نمودار ‏2‑11) نمودار تجربی ایزوترم جذب سطحی UF6 بر روی سدیم فلوراید. 63

نمودار ‏2‑12) تغییرات فشار UF6 با زمان در دمای 100 درجه سانتی گراد. 68

نمودار ‏2‑13) تغییرات فشار UF6 با زمان در دمای 180 درجه سانتی گراد. 69

نمودار ‏2‑14) تغییرات فشار UF6 با زمان در دمای200 درجه سانتی گراد. 70

نمودار ‏2‑15) تغییرات فشار UF6 با زمان در دمای250 درجه سانتی گراد. 71

نمودار ‏2‑16) تغییرات فشار UF6 با زمان در دماهای مختلف… 72

نمودار ‏2‑17) تغییرات فشار UF6 بر حسب زمان.. 74

نمودار ‏2‑18) تغییرات فشار بر حسب زمان در فرایند واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلورید. 75

نمودار ‏2‑19) تغییرات فشارUF6 برحسب زمان بر روی سدیم فلورایدی که یک مرتبه واجذب شده 76

نمودار ‏2‑20) تغییرات فشار بر حسب زمان در فرایند واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلورید در دمای 200 درجه سانتی گراد. 77

نمودار ‏2‑21) تغییرات فشار UF6 برحسب زمان بر روی سدیم فلوریدی که دوبار واجذب شده. 78

نمودار ‏2‑22) تغییرات فشار بر حسب زمان در فرایند واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلورید در دمای 200 درجه سانتی گراد. 79

نمودار ‏2‑23 ) تغییرات فشار UF6 برحسب زمان بر روی سدیم فلوریدی که سه مرتبه واجذب شده است. 80

نمودار ‏2‑24) تغییرات فشار بر حسب زمان در فرایند واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلورید در دمای 200 درجه سانتی گراد. 81

نمودار ‏2‑25) تغییرات فشار UF6 برحسب زمان بر روی سدیم فلوریدی که چهارمرتبه واجذب شده است. 82

 

1-     فصل نخست:

  

مطالعات کتابخانه ای

 

1-1-بخش اول : مقدمه

گاهی در صنعت لازم است که یک جزء و یا اجزاء مختلف را از یک مخلوط به وسیله روش های مناسب جدا کرد. نوع روش انتخاب شده برای جداسازی به عوامل مختلفی مانند ماهیت ماده و مخلوط، اندازه، غلظت، فاز ماده و … بستگی دارد. به طور كلي جداسازي بر اساس نيروي محركه شيميايي به پنج دسته كلي تقسيم مي­شود كه هر مخلوط را مي توان با استفاده از يكي از اين روش ها و يا تركيبي از آنها جداسازي كرد.

روش هاي عمومي جداسازي عبارتند از :

1- جداسازي از طريق ايجاد يك فاز جديد ( تقطیر)

2- جداسازي از طريق افزودن يك فاز جديد (استفاده از حلال)

3- جداسازي از طريق ايجاد مانع ( استفاده از غشاء)

4- جداسازي با استفاده از ذرات جامد ( جذب سطحی)

5- جداسازي به وسيله ميدان مغناطيسي يا الكتريكي

1-1-1-               جذب سطحي

جذب سطحي نوعي فرآيند جداسازي است كه در آن برخی از اجزاي يك فاز سيال به سطح جاذب منتقل مي شود. به طور كلي در مواد جامد، ساختار سطح با ساختمان توده جامد متفاوت است، به طوريكه سطح از لحاظ انرژي كاملاً اشباع نبوده و زمانيكه جامد در معرض يك گاز قرار مي گيرد، مولكولهاي گاز به مراكز موجود در سطوح متصل شده و جذب مي گردند، اين پديده جذب گاز توسط جامد[1] ناميده مي شود.

يك دستگاه ساده جذب سطحي متشكل از يك سيلندر است كه جاذب در آن قرار گرفته، و جريان گاز و مايع بر روي آنها برقرار است. در حالت معمول، ذرات كوچك جامد در یک بستر، ثابت نگه داشته مي شوند و گاز به طور پيوسته از آن بستر عبور مي كند. در نهایت جامد تقريباً اشباع شده و جداسازي ديگر قابل انجام نیست. در اين هنگام، جريان به بستر دوم انتقال مي يابد تا اينكه جاذب اشباع شده، تعويض يا احيا شود.

جذب سطحي به عنوان مهمترين فرآيند در جداسازي براي غلظت هاي پايين مطرح مي­شود. در جذب سطحي بر خلاف فرآيند جذب كه در آن جداسازي در توده ي سيال اتفاق مي­افتد جداسازي در سطح جامد صورت مي پذيرد،.

نكته مهمي كه در جذب سطحي بايد مورد توجه قرار گيرد اين است كه اين شيوه جداسازي زماني به عنوان یک روش کارامد مورد استفاده قرار مي گيرد، كه جداسازي در غلظت هاي پايين مدنظر باشد. از آنجا كه ذراتي كه در جذب سطحي مورد استفاده قرار مي گيرند پس از مدتي اشباع شده و توانايي جذب اوليه را از دست مي دهند، بنابراين اين روش در غلظت هاي بالا كاربرد چنداني ندارد زيرا جاذب ها به سرعت اشباع شده و قابليت خود را از دست مي دهند. اکثر جاذب ها موادي بسیار متخلخل هستند و جذب سطحی عمدتاً روي دیواره حفره ها یا مکان هاي مشخص در داخل ذره صورت می گیرد. از آنجایی که حفره ها عموما بسیار کوچکند، مساحت سطح داخلی چندین مرتبه بزرگتر از مساحت سطح خارجی بوده و تقریبا بین 500 تا 1000 متر مربع بر گرم می رسد. اختلاف در جرم مولکولی، شکل و یا قطبیت، باعث می شود برخی مولکول ها محکمتر روي سطح حفظ شوند. همچنین ممکن است حفره ها کوچکتر از آن باشند که مولکول هاي درشت تر را بپذیرند، در نتیجه مواد از هم جدا می شوند. در بسیاري از موارد، جزء جذب شونده به اندازه کافی محکم نگه داشته شده و جدا سازي کامل آن جز از سیال همراه با جذب بسیار کم سایر اجزا ممکن می­ باشد. در این صورت می توان با احیا جاذب، ماده جذب شده را به صورت غلیظ یا تقریبا خالص فراوری کرد.

كاربردهاي جذب سطحي در فاز بخار شامل بازيافت حلال هاي آلي به كار رفته در رنگها، مركب چاپ و محلولهاي مورد مصرف براي چدن ريزي است.

از جذب سطحي روي كربن براي جدا كردن مواد آلوده كننده اي مانند CO2،N2O و ديگر تركيبات بدبو از هوا استفاده مي­شود به طوریکه در اكثر اتومبيل هاي جديد از قوطي هاي زغالي استفاده مي شود تا مانع ورود بنزين به هواي داخل ماشين شود. خشك كردن گازها اغلب با جذب سطحي آب روي سيليكاژل، آلومينا يا ديگر جامدات متخلخل معدني صورت مي­گيرد. زئوليت ها يا غربالهاي مولكولي، آلومينا و سيليكاتهاي طبيعي يا مصنوعي هستند كه در تهيه گازهاي با نقطه شبنم پايين مؤثرند. از جذب سطحي روي غربالهاي مولكولي براي تفكيك اكسيژن و نيتروژن، تهيه هيدروژن خالص به منظور تفكيك پارافين هاي معمولي از پارافين هاي شاخه دار و تركيبات آروماتيك نیز استفاده مي شود.

جهت انتقال جرم در اين فرآيند، از فاز سيال به فاز جامد است و عكس آن، به فرآيند دفع سطحي مشهور است. به منظور بازيابي برخي مواد ارزشمند (نظیر فلزات گرانقيمت) از سطوح جاذب، فرآيند دفع با راندمان مناسب كاربرد فراوان دارد.

سرعت جریان گاز و زمان مورد نیاز برای چرخه مطلوب، اندازه بستر جاذب را تعیین می کند. با استفاده از بسترهاي طویل تر، چرخه جذب را می توان به چند روز افزایش داد ولی افزایش افت فشار و سرمایه گذاري اولیه بالاتر ستون جذب، آن را غیر اقتصادي خواهند کرد.

فرایندهای جداسازي از طريق جذب سطحي تقريباً مشابه هستند، به اين ترتيب كه مخلوطي كه بايد جدا شود در تماس با يك فاز غيرقابل حل (جاذب) قرار گرفته و توزيع ناهماهنگي از اجزاء اصلي بين فاز جذب شده روي سطح جامد و تودة سيال اتفاق افتاده و جداسازي انجام مي شود. دو نوع جداسازي در جذب سطحي مطرح است:

-1 جذب سطحي فيزيكي يا واندروالس

-2 جذب سطحي شيميايي

1-1-1-1-    جذب سطحي فيزيكي يا واندروالس

این نوع جذب مربوط به فرایند برگشت پذیری است که نتيجة جذب از طريق نيروهاي بين مولكولي بين جامد و مواد جذب سطحي شده حاصل می شود. به عنوان مثال، زمانيكه نيروهاي بين مولكولي بين يك جامد و يك گاز بزرگتر از نيروهاي بين مولكولي گاز به تنهايي باشد، حتي اگر فشار گاز پايين تر از فشار بخار در دماي جامد باشد، مولکول های گاز روي سطح جامد جذب مي شوند. اين جذب شدن معمولاً با گرما همراه بوده و کمی بزرگتر از گرماي نهان تبخير است. مادة جذب شده در ساختمان كريستالي جامد جايگزين نشده و در آن حل نمي شود بلکه به طور كامل روي سطح جامد باقي مي ماند.

در بيشتر مواقع در حالت تعادل، فشار جزئي ماده جذب شده مساوي با فشار فاز گاز در حال تماس بوده و با پايين آوردن فشار گاز يا با افزايش دما، گاز جذب شده به راحتي دفع مي­شود. جذب فیزیکی اختصاصی نمی­باشد و مانند چگالش بطور کلی با هر سامانه گاز جامد اتفاق می افتد و به نوع جاذب یا جذب شونده بستگی ندارد به شرطی که ترکیب دما و فشار مناسب باشد. جذب سطحی برگشت پذیر (فیزیکی)، به گازها محدود نمی شود بلکه در مایعات نیز مشاهده شده است.

1-1-1-2-   جذب شيميايي

جذب سطحي شيميايي يا جذب سطحي فعال شده، نتيجه پيوند شيميايي بين جامد و مادة جذب شده است. قدرت پيوندهای شيميايي متفاوت بوده و ممکن است تركيبات شيميايي تشكيل نشوند، اما در هر صورت نيروي چسبندگي در اين نوع جذب از جذب فيزيكي بيشتر است. به دليل واكنش شيميايي، گرماي آزاد شده در طي جذب شيميايي معمولاً بزرگتر از جذب فيزيكي است. اين فرآيند غالباً برگشت ناپذير بوده و در مرحله دفع، مواد اصلي اغلب دچار تغيير شيميايي مي شوند. جذب شيميايي بيشتر در كاتاليزورها مشاهده مي شود.

مقدار گرماي جذب فیزیکی با مقدار گرما براي مایع شدن گاز جذب شده برابر است در حالی که گرماي جذب شیمیایی تقریبا با گرماي واکنش شیمیایی برابر است. از سوي دیگر فرایند جذب شیمیایی معمولا توسط مقاومت واکنش سطحی کنترل می شود و سرعت جذب با افزایش درجه حرارت افزایش می یابد.

در جداسازي و خالص سازي مواد، جزء مورد نظر توسط جاذب، جذب می گردد و در نزدیکی نقطه اشباع بستر دیگر کارایی لازم را جهت جداسازي مطلوب نخواهد داشت در این مرحله بستر بایستی توسط روشهاي دفع سطحی احیاء گردیده و سپس جاذب مورد استفاده قرار گیرد.

1-1-2-              مقایسه کلی انواع جذب سطحی

مقایسه خصوصیات جذب فیزیکی و شیمیایی ما را به تفاوت های زیر بین این دو نوع سازوکار رهنمون می سازد.

جذب فیزیکی پدیده اي برگشت پذیر است در صورتی که جذب شیمیایی برگشت پذیر نمی­باشد.

در جذب فیزیکی تمام سطوح جامد در عمل جذب دخالت می کنند.

گرماي جذب فیزیکی کمتر از گرماي جذب شیمیایی است.

جذب فیزیکی می تواند در دماهاي پایین صورت گیرد زیرا انرژي فعالسازي جذب فیزیکی کم می باشد.

جذب فیزیکی به نوع جاذب و نوع جذب شونده بستگی ندارد و در هر حالتی ممکن است انفاق بیافتد ولی جذب شیمیایی هم به نوع ماده و هم به نوع جاذب بستگی دارد. در جذب فیزیکی همیشه می توان جاذب را بازیابی کرده و دوباره استفاده کرد.

1-1-3-             معيار انتخاب فرآيندهاي جذب سطحي

مقايسه بين فرآيندهاي مختلف جداسازي در جهت انتخاب مناسب ترين فرآيند، از اهميت خاصي برخوردار است. سهولت جداسازي توسط تقطير بوسيله ضريب فراريت α مشخص مي شود كه براي يك مخلوط دوتايي ايده آل نسبت بين فشار بخارهاي دو جزء مي باشد. علي رغم فوايد تقطير، اساساً اين فرآيند انرژي زيادي مصرف مي كند.

مواردی که فرآيند جذب نسبت به تقطير دارای ارجحیت است مشتمل بر موارد زیر می باشد:

1- جداسازی ترکیباتی که ضريب فراريت اجزاي كليدي آنها در حدود 5/1 يا كمتر باشد. مانند جداسازي ايزومرهاي مختلف يك تركيب.

2- در صورتی که جريان خوراك ارزش كمي داشته باشد. در اين موارد مقدار جزء غيرفرار بالا بوده و غلظت محصول موردنظر نسبتاً كم است، بنابراین جريان برگشتي از نسبت بالايي برخوردار است و در نتيجه نياز به انرژي زياد خواهد بود.

3- براي جداسازي دو گروه از اجزاء كه محدودة جوش آنها داراي محدودة هم پوشاني باشد. در اين موقع حتي اگر ضريب فراريت نيز بزرگ باشد به چندين ستون تقطير نياز داريم.

4- جداسازي در دماي پايين و فشار بالا كه در عمليات تبديل گاز به مايع مورد نياز است.

5- موارد خاص جداسازي كه در آنها هزينه فرآيند جذب به مراتب كمتر از هزينه فرآيند تقطير خواهد بود.

1-1-4-             پارامترهاي مؤثر بر جذب

بر طبق تئوريهاي موجود، ظرفيت جذب تعادلي به عوامل زير بستگي دارد:

نوع جاذب

نوع جذب شونده

شرايط فرآيند

1-1-4-1-  تأثير نوع جاذب

جاذبها مواد جامد خلل و فرج داري هستند كه بدليل خاصيت جذبي كه روي سطح خود دارند اجازه مي دهند مولكولهاي برخي مواد روي آنها مجتمع شده و جذب گردند. اين خلل و فرج به شكل ها و اندازه هاي متفاوتي بوده و به شدت در ميزان جذب و نوع ماده اي كه مي تواند جذب كند تاثير دارد.

نوع جاذب به دو صورت بر ظرفيت جذب مؤثر است:

1-حجم كل حفره جاذب

هرچه حجم حفره بيشتر باشد جذب شونده بيشتر جذب مي شود و اگر جريان گاز (يا هوا) به طور كامل با جذب شونده اشباع باشد، ظرفيت جذب تعادلي ماكزيمم حاصل مي شود.

2-توزيع اندازه حفره

مطابق تقسيم بندي IUPAC كه بر اساس سايز حفره ها مي باشد حفره ها را براساس قطر به سه گروه زير تقسيم كرده اند:

– میکروپور: حفره هاي ريز با قطر كمتر از 2 نانو متر

– مزوپور: حفره هاي متوسط با قطر بين 2 تا 50 نانو متر

– ماکروپور: حفره هاي بزرگ با قطر بيشتر از 50 نانو متر

جذب واقعي تقريباً فقط در حفره هاي ريز اتفاق مي افتد. حفره هاي متوسط وظیفه انتقال جذب شونده را از فاز گاز به حفره هاي ريز بر عهده داشته و حفره هاي بزرگ قابليت دسترسي جاذب را تعيين مي كنند. در غلظتهاي پايين جذب شونده، جذب تقريباً فقط در كوچكترين حفره هاي ريز اتفاق مي افتد كه بالاترين انرژي جذب را دارا هستند.

جامدهاي جاذب معمولا به شكل گرانول مصرف مي شوند و قطر آنها از ۱۲ميلي متر تا ۵۰ ميكرومتر متغير است. جاذب ها بر اساس كاربرد و موقعيت مصرف داراي ویژگی متفاوتی مي باشند. مثلا اگر از آنها در يك بستر ثابت با جريان گاز يا مايع استفاده مي شود، نبايد اختلاف فشار زيادي ايجاد كنند و همچنين نبايد توسط جريان سيال به خارج حمل شوند. آنها بايد از مقاومت و سختي خوبي برخوردار باشند تا در اثر حمل و نقل و همچنين در اثر وزن خود در بستر خرد نشوند. در صورتي كه بخواهيم آنها را از ظروف نگهداري به داخل و خارج انتقال دهيم بايد به راحتي جريان پيدا كنند. اين ویزگی به راحتي قابل شناسايي هستند.

جذب يك پديده عمومي است و تمام جامدها مقداري از گازها و بخارات را جذب مي كنند ولي در اهداف صنعتي تنها بعضي جامدات ظرفيت جذب لازم را دارند. در جامداتي كه داراي خاصيت جذب بسيار ويژه اي هستند و به مقدار زياد جذب انجام مي دهند، طبيعت شيميايي آنها با ویژگی جذب رابطه دارد ولي صرف شناسايي شيميايي براي بیان مفيد بودن آنها كافي نيست. وجود سطح زياد در واحد جرم، براي جاذب هاي مفيد ضروري است. در جذب گازي، سطح واقعي، سطح ذرات گرانول نيست بلكه سطح بزرگتري است كه داخل سوراخها و شكافها را شامل مي شود. سوراخها خيلي كوچك بوده و معمولا در حدود چند مولكول قطر دارند ولي تعداد زياد آنها باعث توليد سطح بزرگتري براي جذب مي­شود. ویژگی ديگري وجود دارد كه از اهميت زيادي برخوردار می باشد ولي همه آنها شناخته شده نيستند و براي بررسي قابليت جذب بايد به مشاهده و تجربه اتكا كرد.

فشار بخار يك مايع يا گاز در حفره هاي موئينه با فشار بخار آن در شرايط عادي متفاوت است. اگر لوله موئينه داشته باشيم فشار بخار كمتر از فشار بخار در سطح آزاد است. به عبارت ديگر نقطه جوش آن در فشار ثابت بالاتر است. يعني اينكه در لوله هاي موئينه بخار زودتر ميعان می شود. هر چه سوراخهاي يك جاذب ريزتر باشد فشار بخار در آن كمتر بوده و عمل ميعان زودتر صورت مي گيرد بنابراين در جاذبهاي ميكروپور و مزوپور علاوه بر اينكه روي سطح جامد عمل جذب صورت مي گيرد، بدليل وجود خلل و فرج ريزتر، كندانس شدن گاز نيز صورت مي گيرد. هرچند در جاذبهاي ميكروپور عمل دفع نيز سخت صورت مي گيرد.

1-1-4-2- تأثير نوع جذب شونده

روشن است كه جذب شونده بايد به اندازه كافي كوچك باشد تا در حفره هاي جاذب جاي گيرد و دانسيته نيز روي ماكزيمم جرم جذب شونده مؤثر است. دو پارامتر اول روي ميزان جذب شده مؤثرند، در حاليكه نقطه جوش و ساختار جذب شونده روي توان جذب مؤثر هستند. اساساً يك جذب شونده با نقطه جوش بالاتر بيشتر از يك جذب شونده با نقطه جوش پائين تر جذب مي شود. شكل جذب شونده نيز تأثير زيادي دارد. مثلاً بنزن نسبت به هگزان بهتر به درون حفره ها نفوذ مي كند.

1-1-4-3-                        اثر شرايط فرآيند

شرايط موثر بر ظرفيت جذب تعادلي عبارتند از:

1-غلظت جذب شونده

2- دماي جذب

در غلظتهاي پايين، جذب فقط در كوچكترين حفره هاي ريز اتفاق مي افتد در حاليكه در غلظتهاي بالا، حفره هاي بزرگتر نيز در جذب شركت مي كنند كه در نتيجه ظرفيت جذب تعادلي بالاتر مي رود.

دماي جذب روي مقدار انرژي جذب شونده موثراست. به عبارت ديگر دماي جذب بالاتر، معادل ظرفيت جذب پائين تري است. پارامترها و شرايط ديگر فرآيند روي ظرفيت جذب اثري نداشته و روي زمان مورد نياز براي رسيدن به تعادل موثرند.

[1] Adsorption

 

تعداد صفحه : 110

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       info@elmyar.net

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 
 

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید