سمینار شیمی طراحی فرآیند: بررسی تولید گاز سنتز در راکتورهای پلاسمای مایکروویو

متن کامل پایان نامه مقطع ارشد مهندسی شیمی طراحی فرآیند

با عنوان : بررسی تولید گاز سنتز در راکتورهای پلاسمای مایکروویو

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” سمينار براي دريافت درجه كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- طراحي فرآيند

عنوان:

بررسي توليد گاز سنتز در راكتورهاي پلاسماي مايكروويو

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:

گاز سنتز از گازهاي هيدروژن و مونواكسيدكربن تشكيل شده است، تحقيقات بسياري بر روي روشهاي پيشرفته و جديد توليد گاز سنتز انجام شده است. نتايج اين تحقيقات نش ان مي دهد كه استفاده از راكتور پلاسماي الكتريكي براي توليد گاز سنتز يك تكنولوژي پيشرفته با بازده بالا و محافظ محيط زيست مي باشد. انواع راكتورهاي پلاسمايي كه تا كنون براي توليد گاز سنتز توسط محققان به كار رفته، عبارتند از: راكتورهاي تابشي، هاله، آرام، راديوفركانسي و مايكروويو. راكتورهاي پلاسمايي مايكروويو به دليل ع ملكرد در محدوده وسيعي از فشار و سادگي عملكرد و قابليت تنظيم پارامترهاي
عملياتي بر حسب خوراك ورودي، بهترين انتخاب براي استفاده به عنوان راكتورهاي پلاسماي شيميايي گاز سنتز مي باشد.

مقدمه:

براي تبديل موثر منابع انرژي معمولا از متان براي توليد مواد واسطه يا محصولات با ارزشي از قبيل گاز سنتز (H3+CO) و اتيلن (C2H4) متانول (CH3 OH) و فرمالدهيد (CH2٢O) استفاده می گردد. براي تبديل متان به گاز سنتز از واكنش هايي از قبيل اكسيداسيون جزئي متان، تبديل متان با بخار و تبديل با دي اكسيد كربن استفاده مي شود. اين واكنش ها روشهاي اصلي براي توليد محصولات بعدي از قبيل: متانول، توليد آمونياك، سنتز فيشر – تراپش مي باشند. تخمين زده شده است كه تقريباً 60 – 70% هزينه هاي صرف شده در واكنش هاي تبديل متان به تهيه گاز سنتز اختصاص داده شده است.

تحقيقات بسياري بر روي روشهاي پيشرفته و جديد توليد گاز سنتز انجام شده است نتايج اين تحقيقات نشان مي دهد كه استفاده از راكتور پلاسما الكتريكي براي توليد گاز سنتز يك تكنولوژي پيشرفته با بازده بالا و محافظ محيط زيست مي باشد.

انرژي الكتريكي عاملي بسيار مناسب و تكميلي براي فعال كردن مواد شيميايي و شروع واكنش ها محسوب مي شود. ايجاد تخليه الكتريكي در گاز ذرات بسيار فعالي از جمله الكترون ها، يون ها، اتم ها، راديكال ها و مولكول ها بر انگيخته به وجود مي آيند كه به عنوان كاتاليست براي توليد محصولات عمل مي كنند.

تبديل غير كاتاليستي متان به وسيله تخليه الكتريكي از قبيل: هاله راديو فركانسي (RF)، فركانس هاي پالسي بالا، مايكروويو (MW) و DBD به مرحله اجرا در آمده است.

پلاسماي مايكروويو معمولاً درفرهاي مايكروويو، رسوب الماس، توليد IC و ايجاد چگالي بالاي پلاسما و انرژي متوسط الكترون مي تواند به كار برده شود. استفاده اين نوع پلاسما در محدوده تغييرات وسيعي از فشار و شدت جريان ورودي گاز و شرايط عملياتي آسان و در درون راكتورهاي بدون الكترود كه ديگر باعث خوردگي الكترودها و آلودگي و مسموميت آنها مي گردد، باعث شده است كه استفاده آن جذاب تر از پلاسماهاي ديگر گردد.

در بخشهاي آينده ابتدا كليات موضوع و سپس به شرح مفهوم پلاسما مي پردازيم و واكنش هايي را كه در پلاسماي مايكروويو انجام ش ده و توليد گاز سنتز در اين پلاسما را مورد بررسي قرار مي دهيم. سپس عوامل و پارامترهاي موثر بر عملكرد راكتورهاي پلاسماي مايكروويو در توليد گاز سنتز و در انتها راكتورهاي پلاسماي ديگر در توليد اين گاز و نتيجه گيري و پيشنهادات را مورد بحث و بررسي قرار مي دهيم.

فصل اول: کلیات

1-1- هدف

براي تبديل متان معمولاً از كاتاليزورهاي بسيار فعال از قبيل: pt,pd,Ir,co,Ni بر روی پایه Tio2,AL2o3 و يا الماس هاي اكسيد شده (oxidized diomand) در دمای بالا (k 1300 – 1000) و فشار بالا (15 – 30 atm) انجام مي شود. بنابر اين هدف ايجاد گزينه هاي سازگار با محيط زيست و مقرون به صرفه از لحاظ اقتصادي كه مي تواند شرايط عملياتي دمايي – فشار و پرهيز از مشكل رسوب كربن به عنوان سم كاتاليزوري را حل كند مي باشد.

تحقيقات بسياري بر روي روشهاي پيشرفته و جديد توليد گاز سنتز انجام شده است نتايج اين تحقيقات نشان مي دهد كه استفاده از راكتور پلاسما الكتريكي براي توليد گاز سنتز يك تكنولوژي پيشرفته با بازده بالا و محافظ محيط زيست مي باشد.

بنابراين انواع مختلف راكتورهاي پلاسما براي توليد گاز سنتز مورد مطالعه قرار گرفته اند، با توجه به خصوصيات انواع پلاسما به طور كلي راكتورها پلاسماي تابشي به دليل فشار كم عملياتي و در نتيجه محدود بودن شدت جريان خوراك ورودي به راكتور براي تبديل به راكتور شيميايي در مقياس هاي صنعتي مناسب نيستند. در راكتورهاي پلاسماي هاله بر مشكل فشار عم لياتي پايين غلبه مي كنيم (فشار عملياتي اين راكتورها اتمسفر مي باشد) اما به دليل خاصيت غير همگن بودن تخليه الكتريكي در اين نوع راكتور حجم فعال شيميايي بسيار كم است (فضاي كوچكي در نزديكي الكترود نقطه) بنا بر اين استفاده از اين نوع پلاسما نيز به عنوان راك تور شيميايي در مقياس بزرگ صنعتي مناسب نمي باشد. در تخليه الكتريكي آرام بر مشكل فشار پايين و حجم كم فعال غلبه شده است در نتيجه اين نوع تخليه الكتريكي براي استفاده در مقاصد صنعتي بسيار مناسب به نظر مي رسد، اما مشكل اساسي اين نوع راكتورها محدوديت فضاي بين ا لكترودها است براي غلبه بر اين مشكل براي ساخت راكتورهاي DBD در مقياس بزرگ براي توليد گاز سنتز از راكتورهاي لوله اي موازي استفاده شده است. انواع ديگر راكتورهاي پلاسما شيميايي راكتورهاي ICP يا همان راكتورهاي مايكروويو و راديو فركانسي مي باشند. در راكتورهاي RF با توجه به محدوده پايين فشار عملياتي براي پايداري پلاسما به ايجاد فشارهاي پايين احتياج است كه از لحاظ عملياتي در مقياسهاي بزرگ مشكل ساز مي باشد. اما راکتورهای MW از آنجاييكه اين نوع پلاسما در محدوده وسيعي از فشار پايدار باقي مي مانند و سادگي عملك رد آنها و قابليت تنظيم پارامترهاي عملياتي بر حسب خوراك ورودي بهترين انتخاب براي استفاده به عنوان راكتورهاي پلاسما شيميايي گاز سنتز مي باشند.

نتايج تحقيقات نشان مي دهد تبديل پلاسمايي گاز طبيعي به گاز سنتز با توجه به تئوري پيچيده پلاسما هنوز از جهات بسياري در ابهام مي باشد و تجربيات كمي تا كنون در اين زمينه انجام شده است. از جمله مهمترين مشكلات انتخاب گاز اكسيد كننده مناسب براي اكسيداسيون متان و توليد گاز سنتز مي باشد.

تبديل غير كاتاليستي متان (CH4) به وسيله تخليه هاي الكتريكي از قبيل فركانسهاي بالاي پالسي، هاله، راديو فركانسي، مايكروويو و DBD به مرحله اجرا در آمده است. عمدتاً اين نوع رآكتورهاي پلاسما براي توليد محصولات هيدروكربن هاي C2، متانول يا سنتز فيلم كربني شبه الماس به كار مي رود (102 – 107) مثلاً راكتورهاي پلاسمايي راديو فركانسي در فشار پايين معمولاً در صنعت براي توليد نيمه هاديها و بهبود كيفيت سطح به كار برده مي شوند.

تعداد صفحه : 107

قیمت : یازده هزار تومان

 

***

—-

:        ****       info@elmyar.net

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