سمینار شیمی طراحی فرآیند: اکسایش زوجی متان در راکتور پلاسمای پالسی

متن کامل پایان نامه مقطع ارشد مهندسی شیمی

با عنوان : اکسایش زوجی متان در راکتور پلاسمای پالسی با فرکانس بالا

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامي
واحد تهران جنوب
دانشكده تحصيلات تكميلي
“M.Sc” پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد
مهندسي شيمي- طراحي فرآيند
عنوان :
اكسايش زوجي متان در راكتور پلاسماي پالسي با فركانس بالا

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن 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)

چكيده:

در اين پايان نا مه ، اكسيداسيون زوجي متان در رآكتور پلاسماي هاله (كروناي ) پالسي در فشار و دماي اتمسفريك بررسي شده است. تخليه الكتريكي كروناي پالسي با اتصال ده الكترود نقطه اي و يك الكترود صفحه اي به دستگاه مولد پالس ولتاژ فركانس بالا در يك رآكتور استوانه اي شيشه اي از جنس كوارتز تشكيل شد . تاكنون عوامل متعددي برروي درصد تبديل متان ، گزينش پذيري محصولات C2 و بازدهی محصولات C2 خروجی از رآکتور، موثر شناخته شده است. در این پژوهش، اثر پنج پارامتر كليدي با سطوح ذكر شده ، نسبت متا ن به اكسيژن در خوراك ورودي (4:1، 5/5، 7/5، 9:1) شدت جریان خوراک (100، 200، 300، 400 میلی لیتر بر دقیقه)، ولتاژ اعمال شده به رآکتور (10، 14، 16 و 18 کیلوولت) فاصله بین الکترودها (7، 10، 12 و 15 میلی متر) و فرکانس پالس (2000، 3000، 4000 و 5000 هرتز) بر درصد تبدیل متان و گزینش پذیری محصولات C2 بررسی شده است. به منظور بهینه سازی شرایط فرآیند تولید محصولات C2، از يك روش طراحي آماري به نام روش تاگوچي استفاده شده است . با استفاده از روش تاگوچي (آرایه L16) در چهار سطح و نتايج به دست آمده از آن بيشترين درصد تبديل متان و بازدهي محصولات C2 به ترتیب 35/4% و 23/64% بود که در حد پایین CH4/O2=4:1 و دبی جریان 100 میلی لیتر و حد بالای ولتاژ 18 کیلوولت و فاصله الکترود 7 میلی متر و فرکانش پالس بالای 5000 هرتز به دست آمد. در ضمن بالاترین درصد گزینش پذیری محصولات C2 در حد بالای کلیه پارامترها به دست آمد.

مقدمه

برای تبدیل موثر منابع انرژی معمولاً از متان برای تولید مواد واسطه یا محصولات با ارزشی از قبیل گاز سنتز (H2+CO) و اتیلن (C2H4) متانول (CH3OH) و فرمالدهید (CH2O) استفاده مي گردد . گاز طبيعي به دليل گستردگي و مقادير زياد آن در دنيا در حال حاضر يكي از مهمترين منابع انرژی در جهان است. با این وجود 60 – 90% از مخازن گاز که تاکنون کشف شده اند، زودتر از مكان هاي مورد ني از براي مصرف هستند . با وجود اينكه امكان مايع كردن اين گاز و تبديل آن به مواد شيميايي به منظور انتقال آسان از طريق خطوط لوله به مصرف كنندگان وجود دارد ، هنوز از اين منبع عظيم انرژي بطور كامل استفاده نشده است . روشهاي زيادي براي تبديل متان مهمترين جز گاز طبيعي به سوخت مايع و ساير مواد شيميايي با ارزش وجود دارد . در كل متان به دو روش مستقيم و غير مستقيم تبديل مي شود. محققان تلاش هاي گسترده اي از مطالعات عملي تا كاربردهاي صنعتي در اين زمينه انجام داده اند ولي بدليل پايداري زياد متان، هنوز مشكلات زيادي براي تبديل آن وجود دارد. گاز طبيعي بصورت غيرمستقيم و از طريق گاز سنتز به سوخت مايع و سایر مواد شیمیایی تبدیل و یا مستقیماً تبدیل به هیدروکربن های C2 و یا متانول می شود. در بیشتر فرایندهای اقتصادی، متان را از طریق تبدیل با بخار تبدیل به گاز سنتز کرده و سپس از این گاز میانی برای تولید سایر مواد شیمیایی استفاده می کنند. تخمین زده شده است که تقریبا 60 – 70% هزینه های صرف شده در واکنش های تبدیل متان به تهیه گاز سنتز اختصاص داده شده است. همچنین فرآیند تولید گاز سنتز از گاز طبیعی فرآیند بسیاری گرماگیری است که به انرژی و دمای بسیار زیادی نیاز دارد. برای غلبه بر این مشکلات تمایل زیادی برای تبدیل مستقیم متان وجود دارد . اكسيداسيون زوجي، زوج شدن حرارتي ، پلاسما و غيره روش هايي هستند كه تاكنون براي تبديل مستقيم متان از آنها استفاده شده است . واكنش اكسيداسيون زوجي، متان را مستقيماً و با استفاده از كاتاليست به اتان و اتيلن تبديل كرده و سپس هيدروكربن هاي C2 را به سوخت مايع و بنزين تبديل مي كند.

از اكسيژن و يا دي اكسيد كربن براي اكسيداسيون زوجي استفاده مي شود. در اين حالت تمايل زيادي براي احتراق وجود دارد كه براي حل اين مشكل وجود يك كاتاليست براي افزايش واكنش هاي زوجي شدن ضروري است. با وجود اينكه كاتاليست هاي زيادي تاكنون بكار برده شده است، ولی هیچگاه بازده به بیش از 25% نرسیده است. بعلاوه هنوز عیب واکنش در دماهای بالاتر از 600 درجه سانتيگراد براي دستيابي به درصد تبديل و گزينش پذ يري مطلوب وجود دارد . زوج شدن حرارتي هم در دماهاي بسيار بالا براي تبديل به هيدروكربن هاي C2 انجام می شود. با کنترل زمان اقامت در راكتور مي توان محصولاتي به غير از هيدروژن و كربن بدست آورد . اخيراً مطالعات بر روي سنتز همزمان اتيلن و استيلن تمركز يافته است . تبديل متان به وسيله پلاسما بعنوان روش ديگر برای غلبه بر مشکلات موجود مورد بررسی قرار گرفته است.

در پلاسما انرژي الكتريكي با ايجاد تخليه الكتريكي در گاز ذرات بسيار فعالي از جمله الكترون ها، يون ها، اتم ها، راديكال ها و مولكول هاي برانگيخته بوجود مي آور د كه بعنوان كاتاليست براي توليد محصولات عمل مي كنند.

در ميان انواع پلاسما ، پلاسماي سرد با توجه به ويژگي غيرتعادلي بودن و شرايط عملكردي ساده اي كه دارد يعني فشار اتمسفري و دماي محيط ابزار بسيار مناسبي براي شروع واكنش است. با توجه به رفتار عملياتي و شكل الكترودها پلاسماي سرد به انواع مختلفي تقسيم مي شود كه عبارتند از : راكتورهاي پلاسماي تابشي ، آرام ، هاله ، راديوفركانسي و مايكروويو. تخليه تابشي يك تخليه الكتريكي فشار پايين است كه بين دو الكترود تخت ايجاد مي شود و تخليه الكتريكي هاله يك تخليه الكتريكي ناهمگن است كه با استفاده از دو الكترود غير همگن در فشار اتمسفريك بوجود مي آيد. تخليه الكتريكي آرام مجموعه اي از تخليه هاله و تابشي است و تخليه الكتريكي راديوفركانسي و مايكروويو توسط توليد كننده هاي اين تشعشعات به درون محفظه راكتور القا مي شوند. بزرگترين عيب راكتورهاي پلاسما مصرف انرژي الكتريكي توسط آنهاست، اما با توجه به بازده بالاي انرژي الكتريكي در اين راكتورها و همچنين مناسب بودن آن از نظر زيست محيطي، در صورت در دسترس بودن انرژي الكتريكي استفاده از تكنولوژي پلاسما بسيار مطلوب به نظر مي رسد.

در اين پايان نامه ابتدا مروري بر مطالعات انجام شده براي واكنش هاي اكسيداسيون زوجي در راكتور پلاسما داريم، سپس به توضيح پلاسما و انواع راكتورهاي پلاسما مي پردازيم.

معرفي سيستم آزمايشگاهي طراحي شده براي انجام اين آزمايشها، نحوه طراحي آزمايشها، آزمايشهاي انجام شده و بحث درباره تاثير شرايط مختلف عملياتي در بخشهاي بعدي بترتيب مورد بررسي قرار مي گيرد.

تعداد صفحه : 148

قیمت : یازده هزار تومان

 

***

—-

:        ****       baharfile@zoho.com

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 

برای جستجو بر اساس موضوع های پایان نامه ها اینجا کلیک کنید

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

1 پاسخ

ارسال یک پاسخ

می خواهید در گفتگو ها شرکت کنید؟
Feel free to contribute!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *