:

حذف دی اكسیدكربن و سولفور بعد از جداسازی مایعات گازی از گاز طبیعی خام دومین قسمت از فرآورش گاز نیز صورت میگیرد كه شامل جداسازی دی اكسید كربن و سولفید هیدروژن است. گازطبیعی بسته به موقعیت چاه مربوط مقادیر متفاوتی از این دو ماده را شامل میگردد.

فرایند تفكیک سولفید هیدروژن و دی اكسید كربن از گازترش، شیرین كردن گاز نامیده می شود. سولفید هیدروژن و دی اكسید كربن را میتوان سوزاند و از گوگرد نیز صرفنظر نمود ولی این عمل باعث آلودگی شدید محیط زیست میگردد. با توجه به اینكه سولفور موجود در گاز عمدتا در تركیب سولفید هیدروژن h3S قرار دارد حال چنانچه میزان سولفید هیدروژن موجود از مقدار 5/7 میلی گرم در هر متر مكعب گازطبیعی بیشتر باشد به آن گاز ترش اطلاق میگردد. وچنانچه از این مقدار كمتر باشد نیاز به تصفیه نمیباشد. سولفور موجود در گاز طبیعی به علت دارا بودن بوی زننده و تنفس های مرگ آور و عامل فرسایندگی خطوط لوله انتقال، گاز را غیر مطلوب و انتقال آن را پر هزینه میسازد.

بعلاوه یكی از جنبه های جهانی آلودگی هوا بارانهای اسیدی است. كه خود نتیجه ورود تركیبات سولفور به جو است. دی اكسید گوگرد و اكسیدهای ازت در هوا با اكسیژن و بخار آب تركیب شده و اسیدهای سولفوریک و نیتریک را بوجود می آورند. این مواد اسیدی ممكن است فواصل دور را با باد غالب طی كرده و بصورت باران اسیدی ببارند .بارندگی های اسیدی بصورت باران یا برف یا… می باشد. بیش از 65% بارش های اسیدی بعلت وجود سولفات و 35% دیگربعلت وجود تركیبات نیتروژن دار است. اسید سولفوریک با آمونیاك یا كاتیون های دیگر واكنش داده و تولید سولفات آمونیوم و یا سولفات های دیگر می كند. این ذرات در محدوده اندازه 0/1 تا 1 میكرون نور را به میزان زیادی پخش كرده و بر روی قابلیت دید اثر می گذارند. همچنین این ذرات سهم زیادی در ایجاد ذرات معلق ریز در هوا دارند كه جزء آلاینده های ثانویه طبقه بندی می شوند.

برای شیرین سازی گاز طبیعی دو روش عمده فیزیكو شیمیایی و بیولوژیكی وجود دارد. روش های فیزیكوشیمیایی دارای قدمت بسیار بیشتری بوده و كاربرد آن ها بسیار بیشتر از روش های بیولوژیكی در صنعت می باشد. در ابتدا هدف از شیرین سازی گاز حذف h3S از آن بود حتی اگر این گاز به محیط وارد می شد، اما پس از مشخص شدن خطرات زیست محیطی و بشری h3S قوانین سخت تر شد و در نتیجه با اعمال روش های تكمیلی از ورود این ماده به هوا نیز جلوگیری به عمل آمد . ایجاد واحدهای بازیافت گوگرد مانند كلاوس در پالایشگاه ها نیز در همین راستا بود.

مزایای فراوان روش های بیولوژیكی در مقایسه با روش ها معمول شیرین سازی گاز باعث افزایش روز افزون توجه محققین به این روش ها گردیده است. از روش های

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

 بیولوژیكی می توان به دو صورت مستقیم و یا غیرمستقیم (جایگزین واحد كلاوس ) در صنعت گاز استفاده كرد. در روش مستقیم گاز ترش مستقیماً وارد مرحله بیولوژیكی می شود در حالیكه در روش غیرمستقیم گاز ترش ابتدا وارد فرایند آمین شده و گازهای ترش خروجی از برج دفع فرایند آمین وارد مرحله بیولوژیكی می گردد.

عمده فرایندهای تصفیه گازهای اسیدی و بازیافت گوگرد شامل سه بخش هستند:

– جذب گاز اسیدی

– بازیافت گوگرد

– تصفیه گاز اسیدی خروجی از واحد بازیافت

مرحله اول فرایند شامل حذف گازهای اسیدی از جریان های ورودی از طریق جذب است.

حلال های مورد استفاده به 3 دسته عمده تقسیم می شوند: فیزیكی، شیمیایی، مخلوطی از هر دو.

حلال های فیزیكی (مثل كتیزول) گازهای اسیدی را از طریق انحلال جذب می كنند. پس از جذب گازهای اسیدی از طریق كاهش فشار، عاری سازی گرمایی 2 یا تركیبی از هر دو روش، از حلال جدا می شوند.

حلال های شیمیایی (مثل متیل دی اتانول امین) با گازهای اسیدی واكنش داده و تشكیل كمپلكس های شیمیایی با باندهای سست می دهند . این كمپلكس ها در نتیجه گرم كردن در فشار پایین شكسته شده و گازهای اسیدی از حلال جدا می شوند.

مخلوطی از حلال های شیمیایی و فیزیكی نیز از طریق عاری سازی گرمایی با زیافت می شوند. در همه موارد حلال بازیافت شده به برج جذب برگردانده می شود و گازهای اسیدی آزاد شده و به واحد بازیافت گوگرد وارد می گردند. بسته به تركیب گاز و خصوصیات گاز شیرین شده خروجی، حلال های متنوعی به كار می روند.

پیشرفت دانش کشاورزی و افزایش جمعیت کره زمین، لزوم افزایش منابع غذایی و استفاده از کودهای مختلف شیمیایی در زمین های مزروعی که به منظور تولید محصولات بیشتر می باشد از یک سو و افزایش دام و طیور و تجمع فضولات حیوانی و پسمانده های محصولات کشاورزی که خود عامل دیگری در آلوده کردن منابع آب زیرزمینی است، سبب بروز نگرانی های مختلفی در مورد تصفیه و بهداشت آب آشامیدنی در کلیه کشورهای جهان حتی کشورهای توسعه یافته شده است. نیترات یکی از مهمترین آلاینده ها بوده که با توجه به حلالیت بسیار بالای آن، خارج کردن آن از آب فرایندی بسیار پر هزینه است. از این رو استانداردهای نیترات حتی در کشورهایی که استانداردها رسما پذیرفته شده است به اجرا در نیامده است.

شهر مشهد با جمعیتی حدود 2 میلیون و هفتصد هزار نفر و وسعت 225 کیلومتر مربع همه ساله میزبان حدودا 16 میلیون زائر است. آب شرب شهر مشهد از طریق 300 حلقه چاه (88/6%) و دو تصفیه خانه (7/1%) و دو دهانه چشمه (4/3%) تامین می گردد یون نیترات طبق استاندارد جهانی تا 5 سال قبل کمتر از 45 میلی گرم در لیتر برای آب شرب تعیین شده بود ولی از 5 سال قبل این میزان تغییر کرده و به 50 میلی گرم در لیتر افزایش یافته است. به طور کلی ازت در آب ممکن است به صورت نیترات، یون آمونیوم و ازت مواد آلی وجود داشته باشد. نیترات ها ممکن است در نتیجه آلودگی آب با مواد آلی و فاضلاب ها به وجود آمده باشد. بالا بودن غلظت یون نیترات در منابع آب شرب باعث بروز بیماری متهمو گلوبینما در نوزادان می شود. در بزرگسالان نیز نیترات در بدن به نیتروزآمین تبدیل می شود که ترکیبی سرطان زا بوده و احتمال بروز سرطان های دستگاه گوارش و مثانه را افزایش می دهد. در شهر مشهد قریب به 80 حلقه چاه دارای نیترات بالاتر از حد مجاز می باشد که غالبا در فصل سرما خاموش بوده و در زمان سرویس با آب هایی که دارای نیترات پایین می باشند در شبکه توزیع آب مخلوط می شوند.

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

در این پژوهش سیستم های اسمز معکوس و الکترودیالیز از نظر کارایی و هزینه ای در حذف نیترات از آب آشامیدنی باهم مقایسه شده و سپس راکتوری که بیشترین کارایی و کمترین هزینه تولید هر متر مکعب آب تصفیه شده را دارد مشخص خواهد گردید.

پارامترهای تعیین کارایی راکتورها شامل درصد حذف نیترات و حجم آب تصفیه شده و هزینه های تولید هر متر مکعب آب تصفیه شده در برگیرنده هزینه های سرمایه گذاری اولیه و راهبری است.

امید است نتایج این تحقیق بتواند راهگشای تحقیقات در آینده بوده و در افزایش سطح کیفی آب آشامیدنی و دستیابی به حد مطلوب مورد استفاده قرار گیرد.

:

تصفیه گاز شامل رفع ناخالصی های فاز بخار از جریانات گاز می باشد. مراحلی که برای انجام تصفیه گاز توسعه یافته، از نمونه ساده آن که عمل شستشو می باشند تا سیستم های بازیابی چند مرحله ای پیچیده، تغییر می کند. از جمله عمده ترین ناخالصی گازها می توان به گازهای اسیدی اشاره نمود که شامل ترکیبات هیدروژن سولفوره و دی اکسید کربن می باشد. به علت خورندگی که در تاسیسات گازی و مراکز مصرف توسط گازهای اسیدی ایجاد می شوند، در پالایشگاه های تصفیه گاز، تصفیه و خالص می شوند. نخستین مرحله از مراحل تصفیه گاز عموما، در یکی از پنج مقوله زیر قرار می گیرد:

– جذب توسط یک مایع (Absorption)

– جذب سطحی روی یک جامد (Adsorption)

– نفوذ از طریق غشا (Membrane)

– تبدیل شیمیایی به یک ترکیب دیگر (Chemical conversion)

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

– میعان (Condensation)

1-1-1) فرایند جذب (absorption):

عمل جذب عبارتست از انتقال جزیی از فاز گاز به فاز مایعی که در آن قابل حل است. عمل جداسازی دقیقا برعکس عمل جذب است. انتقال یک جز از فاز مایع به طوری که در فاز گاز حل شود.

2-1-1) فرایند جذب سطحی (adsorption):

جذب سطحی همانطور که در تصفیه گاز کاربرد دارد نوعی غلظت یک یا چند عنصر گازی در سطح یک جسم جامد با خلل ریز می باشد. ترکیب عناصر جذب شده را Absorbente و جسم جامد با خلل ریز را جاذب می نامند. نیروهای جذب کننده که عناصر جذب شونده بر جسم جامد نگه می دارند، ضعیف تر از نیروهای حاصل از پیوندهای شیمیایی هستند و فشار جزئی عنصر در فاز گاز با جدا کردن یک عنصر جذب شده از محلول، مشابه است وقتی یک عنصر جذب شده با جسم جامد به طور شیمیایی واکنش نشان می دهد. به این عملیات جذب شیمیایی گفته می شود و جذب زدایی امکان پذیر نیست.

3-1-1) نفوذ از طریق غشا (membrane permeation):

نفوذ غشایی، یک تکنولوژی نسبتا جدید در زمینه تصفیه گاز است، در این فرایند غشاهای پلیمری از طریق نفوذ یک یا چند عنصر گازی، از یک طرف غشا به طرف دیگر، گازها را تفکیک می کنند. عناصر در سطح پلیمر حل می شوند و بر اثر یک اختلاف غلظت به میان غشا انتقال می یابند. اختلاف غلظت توسط فشار جزئی بالای عناصر اصلی گاز در یک طرف غشا و فشار جزئی پایین طرف دیگر، حفظ می شود. گرچه نفوذ غشایی در زمینه تصفیه گاز هنوز آنچنان درخور توجه نیست، ولی به سرعت در کاربردهای جدید در حال جای گرفتن است.

چنانچه میدانید ذخائر و اندوخته های نفت خام دنیا رو به اتمام می باشد. لذا نیاز تبدیل هیدروكربنهای سنگین به هیدروكربن های سبك و تبدیل آنها به محصولات مورد نیاز بازار در رفع نیاز به هیدروكربنهای سبك را افزایش میدهد.

اما متأسفانه به علت عدم وجود روش مناسب برای بازیافت این دسته زباله ها اغلب همراه با سایر زباله ها دفن می شوند.

در حال حاضر برای از بین بردن ضایعات پلیمری چندین روش و متد مختلف وجود دارد كه در زیر به آنها اشاره میشود.

1- دفن كردن ضایعات در زمین

2- سوزاندن ضایعات

3- بازیافت مكانیكی ضایعات

4- بازیافت شیمیایی و تبدیل آنها به مواد دیگر

اما از بین بردن ضایعات از طریق سوزاندن و یا دفن كر دن آنها مشكلاتی را دربردارد. از جمله مشكلاتی كه در این روشها میتوان برشمرد عبارتند از:

1- هدر رفتن انرژی همراه این مواد. با غیرقابل استفاده كردن این مواد دیگر نمی توان از انرژی كه در این مواد میباشد استفاده كرد.

2- از آنجائیكه مواد پلاستیكی براحتی تجزیه نمیشوند، این مواد سالهای طولانی به همان شكل در طبیعت باقی مانده و باعث آلودگی محیط زیست میشوند.

3- سوزاندن ضایعات حاصل از مواد پلیمری و یا دفن آنها مستلزم هزینه سنگینی برای دولتها می باشد، كه از لحاظ اقتصادی این كار به هیچ وجه به صرفه نمیباشد.

4- در ضایعات شهری پلاستیكها بصورت مخلوط وجود دارند، لذا برای بازیافت مكانیكی باید تفكیک شوند كه این امر موجب اتلاف هزینه و زمان می شود و همچنین از آنجایی كه پلیمرهای تولید شده كاملا یكسان نیستند لذا وسایلی كه از ضایعات آنها تهیه می شود از كیفیت و مرغوبیت بالایی برخوردار نمیباشد.

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

1- کاتالیستی 2- غیركاتالیسیت

این عمل را می توان بوسیله حرارت دادن پلیمر در محیط خنثی انجام داد، كه آن را گراكینگ حرارتی مینامند. در صورتیكه از كاتالیست مناسب استفاده شود شرایط فرایند سهل تر گردیده و باعث افزایش محصول مطلوب می گردد كه این عمل را كراكینگ كاتالیستی مینامند. بیشتر تحقیقات انجام شده در این زمینه بصورت كراكینگ حرارتی بوده و تعدادی هم بصورت فرایند كاتالیزوری انجام شده است.

از مشكلات اصلی روش های حرارتی، بدست آوردن محصولات در دامنه وسیع و نیاز به درجه حرارت بسیار زیاد (بطور معمول دمای بین 500 تا 900 درجه سانتی گراد ) می باشد كه مستلزم فراهم كردن دستگاه های گران قیمت است. اما یک راكتور مناسب به همراه یک كاتالیست خوب می تواند هم بازده محصولات و هم توزیع محصولات را كنترل كند. همچنین درجه حرارت واكنش را می توان كاهش داد و نیز وجه التزامی می باشد تا هزینه های فرایند به همراه محصولات ی باارزش را كنترل نماید. این تبدیل مواد ناخواسته و نامطلوب به محصولات سبكتر در سال 1936 شروع شد و در این سال برحسب اتفاق و بطور كاملا تصادفی مواد سنگین به مواد میان تقطیر تبدیل شدند و بعدها در سال 1940 این فرایند با بكارگیری كاتالیست انجام شد.

در این تحقیق، در فصل اول به بررسی ماهیت و انواع پلی اتیلن پرداخته و خواص انواع پلی اتیلنها مورد مطالعه قرار گرفته است و همچنین انواع كراكینگ مورد بررسی واقع شده. در فصل دوم و سوم به طور مفصل به بررسی تحقیقاتی كه در زمینه كراكینگ حرارتی و كراكینگ كاتالیستی انجام شده پرداخته و نتایج آنها بررسی شده است و در نهایت در فصل چهارم به بررسی آزمایشگاهی عملكرد یک كاتالیست خاص در كراكینگ پلی اتیلن سنگین پرداخته شده كه نحوه انجام آزمایشات و نتایج آن بطور كامل شرح داده خواهد شد و در پایان در فصل پنجم به شبیه سازی فرایند تولید بنزین از پلیاتیلن توسط نرمافزار شبیه سازی Fluent ،CFD خواهیم پرداخت. و در انتها به بیان نتایج حاصل و پیشنهادات میپردازیم.

کمانش ناشی از تغییرات دمایی یکی از عوامل اصلی در تخریب سازه های مهندسی می باشد، بنابراین بررسی کمانش ناشی از بارهای حرارتی در سازه ها اهمیت ویژه ای می یابد. کنترل کمانش تیرها با بهره گرفتن از مواد هوشمند اخیرا مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. در مراجع گوناگون در بین مواد هوشمند، مواد پیزوالکتریک جهت استفاده برای سنسور و محرک جزو بهترین مواد معرفی شده است که دلیل آن نیز خواص منحصر به فرد این مواد است. استفاده نخستین از مواد پیزوالکتریک به سال 1880 برمی گردد زمانی که برادران کوری اثر مستقیم این مواد را کشف کردند.
مواد تابعی در تحقیقات گستردهای در سالهای بین 1990 تاکنون مورد بررسی قرار گرفته است. علت این تحقیقات گسترده اینست که، اگرچه تا حدودی مشابه مواد مرکب رفتار میکند ، اما در واقعیت تفاوت زیادی بین این دو ماده وجود دارد و در اصل میتوان مواد تابعی را نوع جدیدی از مواد مرکب در نظر گرفت که خواص آن به صورت لایهای تغییر نمیکند بلکه بصورت کاملاً یکنواخت تغییر مینماید. یکی از ویژگیهای مهم این مواد اینست که، در محیط هایی که تحت گرادیان حرارتی بالایی قرار دارند استفاده از این ماده باعث جلوگیری از بوجود آمدن تمرکز تنش میشود. علت آن نیز اینست که از آنجا که این مواد معمولا از ترکیب دو ماده تشکیل میشود که یکی از این مواد از دسته سرامیکها و دیگری از دسته فلزها میباشد، هم بدلیل ضریب هدایت مناسب در برابر حرارت میتواند مقاومت کند و هم بدلیل داشتن مدل الاستیسیته مناسب میتواند در مقابل بارهای مکانیکی پاسخ مناسبی را ارائه دهد.
درپژوهش حاضر، با توجه به خواص منحصر به فرد مواد تابعی و همچنین قابلیت پیزوالکتریک جهت استفاده برای کنترل کمانش ، به بررسی کمانش حرارتی تیر تشکیل شده از مواد تابعی با بهره گرفتن از لایه های محرک پیزوالکتریک، تحت بار حرارتی و الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است.
فصل اول: کلیات
1-1) هدف

در این پژوهش اختلاف دمای بحرانی کمانش برای تیر تابعی محاسبه شده و سپس با بهره گرفتن از اعمال ولتاژ به لایه های پیزوالکتریک ، دمای بحرانی کمانش افزایش یافته و کمانش تیر به تعویق می افتد.

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

2-1) پیشینه تحقیق
هی و همکاران یک فرمول بندی المان محدود بر مبنای تئوری صفحات کلاسیک لایه ای برای کنترل شکل و ارتعاشات صفحات FGM شامل سنسور و محرک پیزوالکتریک ارائه دادند. در این مدل الگوریتم بازخورد جهت کنترل پاسخ دینامیکی و استاتیکی مورد استفاده قرار گرفته است. خصوصیات صفحه FGM در جهت ضخامت آن مطابق با توزیع توانی کسر حجمی بوده است. نتایج تحلیل استاتیکی بر حسب خیز صفحه میانی نشان دهنده آثار کنترلی لایه های پیزوالکتریک می باشد.
ماتیو و همکاران رفتار استاتیکی یک تیر طره ای که با تکه های محرک پیزوالکتریک تحریک می شود را بوسیله مدل اجزای محدود مورد بررسی قرار دادند و همین بررسی را بصورت تجربی روی تیر مدل بوسیله اعمال جریان مستقیم به تکه های پیزوالکتریک انجام دادند. تیر مورد بررسی همگن و از جنس آلومینیوم می باشد. نتایج حاکی از توافق بین داده های مدل اجزای محدود و مدل تجربی برای ولتاژهای پایین (کمتر از 100 ولت) می باشد. برای توافق در ولتاژهای بالاتر می بایست شکل غیر خطی ثابت پیزوالکتریک برای مدل اجزای محدود در نظر گرفته شود. ولتاژهای اعمالی در این مطالعه زیر 225 ولت می باشد.
شن روی پاسخ غیر خطی خمش صفحات تابعی که تحت بارهای عرضی و حرارتی قرار دارند مطالعه نموده است. این مطالعه روی صفحات مستطیلی تابعی با تکیه گاه ساده که تحت یک بار عرضی یکنواخت یا سینوسی و محیط حرارتی قرار دارند انجام شده، توزیع توانی مطابق کسر حجمی برای خصوصیات مواد در جهت ضخامت در نظر گرفته شده است، معادلات حاکم برای صفحه تابعی بر مبنای تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالاتر ردی در نظر گرفته شده است، یک تکنیک ترکیبی گالرکین و اغتشاشات برای تعیین نمودارهای نیرو- جابجایی و نیرو ممان خمشی بکار گرفته شده است.
جواهری و اسلامی روی کمانش حرارتی صفحه تابعی مطالعه نمودند، همچنین مطالعاتی روی کمانش این صفحات تحت بار گذاری فشاری صفحه ای و بارگذاری حرارتی بر مبنای تئوری مرتبه بالا انجام دادند.