فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 78 (فروردین و اردیبهشت 1394)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 78 (فروردین و اردیبهشت 1394)

  • بهای روی جلد: 100,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1394/02/24
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • شیلا ساعد لشگری، مهدی ارجمند*، وحید مقدم نانسا، لویا خسروانی، مهرداد میرزاجان زاده صفحه 4
    یکی از مشکلات صنعت فولاد تشکیل آلاینده ها حین فرایند تولید می باشد. مدل های خروج آلاینده برای محاسبه اثرات مواد بر روی محیط زیست به کار می روند. در این تحقیق مدلسازی آلودگی هوا و مدلسازی انتشار گاز دی اکسید گوگرد توسط نرم افزار انجام گرفته است. میزان نشر جرمی، مشخصات دودکش، اطلاعات هواشناسی و وضعیت توپوگرافی به عنوان اطلاعات ورودی نرم افزار استفاده شده است. با توجه به نتایج، هرچه پایداری جو کمتر باشد، آلاینده بیشتر پراکنده خواهد شد. در ماه های مختلف سال در شرایط جوی یکسان هرچه سرعت باد کمتر باشد به علت اختلاط کمتر، مسافت گسترش آلودگی بیشتر است. در شرایط ثابت کلاس جوی و سرعت باد، هرچه دمای هوا بیشتر باشد میزان گسترش آلودگی بیشتر است. طبق نتایج، دما و رطوبت تاثیر کمتری نسبت به باد در گسترش آلودگی دارند. بیشترین آلودگی مربوط به ماه نوامبر (پایدارترین شرایط جوی) و کمترین آلودگی به ترتیب مربوط به ماه های دسامبر، ژانویه و جون است.
    کلیدواژگان: مدلسازی آلودگی هوا، صنعت فولاد، دی اکسید گوگرد، انتشار گاز، شرایط جوی
  • محمد رویینا، جلال شایگان* صفحه 13
    در گذشتهاستخرهای تثبیت فاضلاب به دلیل عملکرد مناسب، بهره برداری آسان و صرفه اقتصادی به عنوان اولین انتخاب برای تصفیه فاضلاب جوامع کوچک و بزرگ مورد نظر بوده است. اما امروزه به دلیل تغییر در کیفیت فاضلاب ها و افزایش مواد آلاینده سمی در آنها، تصویب قوانین سخت گیرانه زیست محیطی و نیاز به استفاده از پساب ایناستخرها، ایجاد نوآوری و اصلاحات برای بهبود عملکرد ایناستخر ها را ضروری ساخته است. هدف از ارتقاء تصفیه خانه های موجود و طراحیاستخرهای پیشرفته، حفظ مزایایاستخر های تثبیت فعلی همچون سادگی ساخت، نگهداری و بهره برداری و نیاز کم به تجهیزات الکترومکانیکی و نیروهای متخصص و کاهش معایب آنها از جمله کاهش جامدات معلق خروجی و نیاز کمتر به زمین و کاهش بو می باشد. این مقاله به بررسی عیوب عمدهاستخرهای تثبیت متعارف می پردازد و روش های بهبود وضعیت و استفاده از فناوری های نوین را معرفی می نماید.
    کلیدواژگان: استخرهای تثبیت فاضلاب، ارتقاء عملکرد، بهبود کیفیت
  • سید مهدی فتاحیان، ناصر تیموری خانه سری*، محمدصادق مومنی صفحه 26
    در این تحقیق از یک مدل ایده آل تزریق نیتروژن برای بررسی تاثیر تراوایی روی تولید و افت فشار مخزن استفاده شده است.مدل با استفاده از نرم افزار ECLIPSE 300 شبیه سازی گردید که شامل 2 چاه تولیدی و یک چاه تزریقی است. سناریوی مطرح شده تغییر تراوایی در جهت Z می باشد. با ازدیاد تراوایی در جهت Z نرخ تولید نیز افزایش می یابد و بیشترین افت فشار مربوط است به تراوایی 1 میلی دارسی که با افزایش تراوایی به دلیل تکمیل چاه در لایه های 1 و 2 به کاهش افت فشار و نهایتا به دلیل رسیدن اثر تزریق به کل مخزن و اشباع مخزن توسط آن به افزایش فشار منجر می شود. دراین تحقیق نسبت همبستگی تراوایی با فشار و تولید کل به کمک شبکه عصبی تعیین شد.
    کلیدواژگان: تزریق N2، شبکه عصبی، تراوایی، نسبت همبستگی R
  • بهروز عباسی سورکی*، حسین قنادزاده گیلانی، نیما امامی، مسعود طبرسا صفحه 33
    در این مقاله فرایند خشک شدن نخودفرنگی توسط هوا در یک خشک کن با بستر سیال از منظر ترمودینامیکی مدل سازی شده است. نمونه ها در سه دمای 40، 50 و oC 60 در داخل یک خشک کن آزمایشگاهی خشک گردیدند. مدل پیشنهادی با برقراری موازنه جرم، انرژی و آنتروپی بر پایه معادلات ترمودینامیکی، تغییرات دمای نمونه ها و هوای خروجی، رطوبت نمونه ها و هوای خروجی، آنتروپی تولیدی و اکسرژی را پیش بینی می کند. نتایج نشان می دهند. که تغییرات سرعت تاثیر اندکی بر فرایند خشک کردن دارد و افزایش مقدار اولیه نمونه، مدت خشک کردن را طولانی تر می نماید. مقایسه داده های تجربی رطوبت مواد و دمای هوای خروجی با نتایج حاصل از مدل نشان دهنده اعتبار مدل پیشنهادی است. مقدار خطای نسبی داده های پیش بینی شده نسبت به داده های تجربی(MRE) برای رطوبت مواد و دمای هوای خروجی از بستر به ترتیب 6/ 4 و 6/ 5 درصد محاسبه شدند.
    کلیدواژگان: خشک کردن، مدل ترمودینامیکی، بستر سیال، نخودفرنگی
  • محمد احمدوند، رضا آذین*، شهریار عصفوری صفحه 45
    معمولا مخازن هیدروکربنی غیر حجمی1 در طول عمر خود به مرحله ای می رسند که فشار مخزن برای تولید مقدار مورد انتظار از سیالات کافی نمی باشد. استفاده از فرازآوری مصنوعی یکی از روش های متداول برای جبران این مشکل و افزایش تولید می-باشد. در میدان مورد بررسی از زمان شروع تولید تاکنون شرایط چاه ها تغییرات زیادی داشته اند که سبب کاهش دبی و عقب ماندن از برنامه ی تولید شده است. در این مقاله ابتدا کلیاتی پیرامون مزایا و معایب روش های مختلف فرازآوری مصنوعی بیان شده است. سپس آینده تولید یکی از چاه های میدان مورد بررسی نسبت به تغییرات پارامترهای اساسی محاسبه و با توجه به آن پمپ الکتریکی شناور به عنوان مناسب ترین روش فرازآوری مصنوعی در آن چاه انتخاب شده است. تعیین عمق مناسب نصب پمپ الکتریکی شناور و بررسی احتمال وقوع پدیده قفل گازی در پمپ از دیگر نتایج این تحقیق می باشد.
    کلیدواژگان: فرازآوری مصنوعی، افزایش تولید، پمپ الکتریکی شناور
  • مریم کتابچی، حسن پهلوانزاده*، محمدرضا قاسمی صفحه 54
    در این مطالعه واکنش شیفت گاز – آب که یک واکنش گرمازا به منظور تولید هیدروژن و کاهش میزان CO در گاز سنتز است، به همراه مکانیسم و مدل های سینتیکی این واکنش بر روی کاتالیست پلاتین محاسبه شده اند. دو نوع مکانیسم احیا و تجمعی مبتنی بر دو مدل لانگمویر– هینشلوود و الی ریدل در دامنه دمایی 723- 573 کلوین در نظر گرفته شده است. روابط سینتیکی سرعت برای 15 مدل سینتیکی بر اساس مرحله محدودکننده سرعت استخراج شده است و با تعریف تابع هدف مناسب و استفاده از الگوریتم ژنتیک به عنوان الگوریتم بهینه سازی، مدل ها با هم مقایسه گردیده اند. به علت خطای بسیار پایین این مراحل، تغییرات ضرایب ثابت های سرعت بر اساس روابط دمایی آرنیوس و وانت هوف به دست آمده اند. در نهایت از بین مدل های ارائه شده، مدل سینتیکی مبتنی بر مکانیسم احیا و مدل لانگمویر– هینشلوود با کمترین خطا، به عنوان بهترین مدل پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: واکنش شیفت گاز- آب، مدل سینتیکی، تابع هدف، الگوریتم ژنتیک، آرنیوس و وانت هوف
  • رحیم ابراهیمی بریسا، حسین رسالتی*، محمدهادی آریایی منفرد، علی قاسمیان، علیرضا شاکری صفحه 63
    مواد چسبناک یکی از مهمترین مشکلات بازیافت کاغذ و کارتن می باشند. این مواد در هنگام تبدیل کاغذهای بازیافتی به خمیرکاغذ، روی قسمت های مختلف ماشین کاغذ، خشک کن ها و سیلندرها رسوب کرده و باعث کاهش کیفیت محصول و پارگی کاغذ خواهد شد. اخیرا فناوری مبتنی بر آنزیم برای کنترل مواد چسبناک در بازیافت کاغذ مورد استفاده قرار گرفته که از کارایی بسیار بالایی برخوردار است. چسب حساس به فشار (PSA) یکی از از انواع مواد چسبناک موجود در بازیافت کاغذ می-باشد. در این مطالعه به بررسی تاثیر آنزیم در کنترل مواد چسبناک و چسب حساس به فشار (PSA) در بازیافت کارتن های بسته بندی پرداخته است. آنزیم هایی که در این تحقیق برای کنترل مواد چسبناک مورد مطالعه قرار گرفته اند شامل استراز و لیپاز می باشند. ساختار مواد چسبناک و چسب حساس به فشار حاوی تعداد زیادی پیوند استری می باشند. آنزیم های استراز و لیپاز توانایی شکستن پیوندهای استری را دارند. استراز و لیپاز مواد چسبناک را به ذرات ریزتر تبدیل کرده و به حذف بهتر و کامل تر آن ها کمک می کنند. این آنزیم ها باعث تغییر در خواص چسبندگی سطح مواد چسبناک می شوند و از قدرت چسبندگی این مواد می کاهند. با استفاده از کنترل آنزیمی می توان حدود 70 الی 90 درصد از مواد چسبناک را حذف کرد. خواص نوری و مقاومتی کاغذها با کنترل آنزیمی مواد چسبناک و چسب حساس به فشار در بازیافت کاغذ بهبود پیدا خواهد کرد.
    کلیدواژگان: مواد چسبناک، چسب حساس به فشار (PSA)، آنزیم، استراز، لیپاز، کارتن های بسته بندی، کنترل آنزیمی
  • امیر حیدری، سید حسن هاشم آبادی* صفحه 73
    در این تحقیق سعی شده است تا با ارائه و بررسی دیدگاه های شبیهسازی CFD جریان های واکنش دار، مدل ها و تاثیراتی که وجود واکنش در شبیه سازی CFD این دسته از فرایندها به همراه دارند مورد مطالعه قرار گیرد. مطالب ارائه شده در این تحقیق شامل دیدگاه های شبیهسازی فرایندهای واکنش دار مغشوش بر اساس مدل های RANS، LES و DNS و همچنین نحوه شبیه-سازی جریان های چند فازی بر اساس دیدگاه های VOF، اولری- اولری و اولری- لاگرانژی می باشد. همچنین به طور خاص به بررسی دیدگاه های شبیه سازی فرایندهایی که در آن ها سرعت واکنش نسبت به سرعت اختلاط بالا می باشد و مدل های پرکاربرد در زمینه شبیه سازی این دسته از فرایندها همراه با محدوده قابل قبول استفاده هر یک ارائه گردیده است. بررسی مدل های تابع توزیع احتمال (PDF) که در آن ها اثر جمله واکنش از معادلات حاکم حذف می گردد و همچنین مدل های پدیده شناسی (غیر PDF) که بر اساس غالب بودن مقیاس زمانی میکرواختلاط نسبت به مقیاس زمانی انجام واکنش ارائه شده اند در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: روش CFD، اغتشاش، مدل چند فازی، واکنش سریع، میکرواختلاط، مدل های تابع توزیع احتمال، مدل های پدیده شناسی
  • مسعود حسنی، سهیلا یغمایی* صفحه 86
    ریزجلبک ها گونه هایی بسیار مناسب برای تولید موادی گرانقیمت و مفیدفایده هستند که در صورت استفاده نکردن از آن ها، استفاده از روش های شیمیایی پیشنهاد می شود که معایب و مزایای خود را دارد. ریزجلبک دونالیلاسالینا به دلیل داشتن محیط کشت اختصاصی، تولید مواد گران قیمت از جمله کاروتنوئیدها و موارد دیگر از معروف ترین نوع ریزجلبک ها به شمار می رود. پارامترهای گوناگونی بر نرخ رشد، چگالی سلولی ریزجلبک و همچنین میزان کاروتنوئید تولیدی تاثیر می گذارد که با بهینه کردن این پارامترها، می توان به بهره وری مناسبی دست یافت. از دیگر مسائل مورد اهمیت در مورد کشت صنعتی ریزجلبک ها استفاده از محیط کشت مناسب برای تولید صنعتی مواد مورد نظر است. در این میان باید با توجه به نوع محیط کشت (بسته یا باز) و در نظر گرفتن مسائل اقتصادی و مزایا و معایب هر کدام، بهترین گزینه را انتخاب کرد. به طور مثال با انتخاب روش های مناسب و بررسی های اقتصادی می توان اقدام به رشد این ریزجلبک در دریاچه ارومیه کرد. لازم به ذکر است که به دلیل شرایط اقلیمی مناسب و بومی بودن این جلبک در این دریاچه، از یک طرف کشت صنعتی و تولید کاروتنوئیدها و محصولات دیگر می-تواند سودآور باشد و از طرف دیگر پوشش ایجاد شده بر روی سطح دریاچه می تواند موجب کاهش میزان تبخیر از دریاچه و در نتیجه جلوگیری از خشکی بیشتر و بهبود این مشکل در سال های آتی گردد.
    کلیدواژگان: ریزجلبک، دونالیلاسالینا، کاروتنوئید، دریاچه ارومیه
  • اخبار و گزارش ها
  • صفحه 103
|
  • Sh. Saedlashgari, M. Ardjmand*, V. Moghaddam Nansa, L. Khosravani, M. Mirzajanzadeh Page 4
    One of the problems raised in the steel industry is various pollutants produced by chemical interactions during steel production. Toxic emission modeling used to analyze the effect of pollutants on the environment. In this study mathematical modeling of air pollutants and carbon dioxide emission modeling was performed using software. Mass emission, specifications of exhausted smoke and chimney, meteorological data of topographic situation have been used as the main input of software. According to results the pollutants disperse more as the atmospheric stability decreases; as the wind speed is low the emission zone increases in different months of the year and in the same climate conditions due to lower mixing. Also the results showed that temperature and humidity has less effect than wind in pollutant dispersion. The highest pollutants were related to November and the lowest pollutants were related to December, January and June respectively.
    Keywords: Air Pollution Modeling, Steel Industry, Carbon Dioxide, Gas Dispersion, Atmospheric Condition
  • M. Rooina, J. Shayegan* Page 13
    Stabilization ponds due to reasonable performance, ease of operation, and economic advantages, have been primarily considered for wastewater treatment for large and small communities. Today, however, due to changes in the quality of wastewater, increased levels of toxic pollutants, strict environmental regulations, and the need for reusing the effluent, modification of these ponds seems necessary. Current ponds must be upgraded in a way that sustains their benefits such as simplicity of construction, maintenance and operation, and less need to electromechanical equipment expert manpower, while removing their disadvantages such as high suspended solids in the effluent, odor, and the need for vast lands. In this paper, major defects of the conventional stabilization ponds are discussed, and methods of improving them as well as novel technologies are introduced.
    Keywords: Wastewater Stabilization Ponds, Improve Performance, Quality Improvement
  • S. M. Fatahiyan, N. Teymourei Khanesary*, M. Sadegh Momeni Page 26
    In this work we used an ideal model to investigate the effect of rock permeability on the production rate and reservoir pressure decline. The model was simulated and developed by using ECLIPSE300 software, which involved two producing wells and one injection well. Change in permeability, in Z direction is the scenario introduced. Production rate increases with increasing permeability in the same direction. Maximum pressure loss occurs at 1 milli Darcy permeability, which results in the reduction of pressure loss(due to well completion) and pressure decline(due to injection into the reservoir and its saturation). Also we determinded and established the correlation between permeability and pressure and total production with the aid of neural network.
    Keywords: N2 Injection, Neural Network, Permeability, Correlation Factor
  • B. Abbasi Souraki*, H. Ghanadzadeh Gilani, N. Imami, M. Tabarsa Page 33
    In this paper, air drying of green peas in a batch fluidized bed dryer has been modeled using a thermodynamic approach. Samples were dried in a laboratory scale fluidized bed dryer at three temperatures of 40, 50 and 60°C. The proposed model has been developed based on mass, energy and entropy balance on the air and drying materials. Temperature variations of samples and exhaust air, moisture content of samples and humidity of exhaust air, exergy and entropy generations during dehydration were predicted by the proposed model. The results show that the air velocity doesn’t have a considerable effect the drying rate. The proposed model was validated by the experimental data. The relative errors between predicted values and the experimental data (MRE) were 4.6 and 5.6%, for moisture content of drying samples and output air temperature, respectively.
    Keywords: Drying, Thermodynamic Modeling, Fluidized Bed, Green Pea
  • M. Ahmadvand, R. Azin*, Sh. Osfouri Page 45
    Usually none-volumetric hydrocarbon reservoirs during their lifetime reach to a situation that the reservoir pressure is not sufficient to produce expected amount of fluids. Artificial lift is one of the conventional methods to overcome this problem and enhance production. In the field under study from the beginning of production to now, well’s conditions have undergone considerable changes which made the rate of production to fall behind the production schedule. In this paper, first a general description about advantages and disadvantages of various methods of artificial lift are expressed. Then the future of production as a function of changes in basic parameters for one of the field’s wells has been calculated and According to that, electrical submersible pump is chosen as the best artificial lift method for that well. Determination of proper depth of pump installation and investigation of possibility of gas lock occurrence in the pump are the other results which are obtained from this research.
    Keywords: Artificial Lift, Production Enhancement, Electrical Submersible Pump
  • M. Ketabchi, H. Pahlevanzadeh*, M. R. Ghasemi Page 54
    In this study, "water – gas shift reaction" which is, an exothermic reaction aimed at production of hydrogen and reduction of CO level in gas reaction, as well as mechanism and kinetic models of this reaction on platinum catalyst have been calculated. Two types of redox and associative mechanisms based on Langmuire-Hinshelwood and Eley-Rideal models have been considered in the range of 573-723K. Fifteen kinetic model based on the rate-limiting step were derived and they were compared with each other by using suitable objective function and Genetic Algorithm. In view of very minor calculation’s error, variation in rate constants based on Arrhenius and Vant-Hoff equation were achieved. Finally amongst submitted models, kinetic model based on redox mechanism and Langmuire – Hinshelwood model which had the least error were recommended as the best model.
    Keywords: Water, Gas Shift Reaction, Kinetic Models, The Objective Function, Genetic Algorithm, Arrhenius, Vant Hoff
  • R. Ebrahimi Barisa, H. Resalati*, M. Aryaie Monfared, A. Ghasemiyan, A. Shakeri Page 63
    One of the most important problems in recycled paper and paperboard is stickies. When the recycle paper converting to the pulp, this stickies will deposition on the paper machine, dryer and wires and decreases the quality and tear strength of paper. Recently in paper recycling to control the stickies and pressure sensitive adhesive (PSA) utilize the enzyme technology that performance is very high. Pressure sensitive adhesive (PSA) is one of the types of stickies found in recycled paper. In this study we focused on effect of controlling pressure sensitive adhesive (PSA) in recycled Old Corrugated Containers. In this research we use some enzymes including Lipase and Esterase to controlling the pressure sensitive adhesive. Pressure sensitive adhesive and stickies contain a large number of ester linkage. Esterase and lipase enzymes could break these links. Stickies become to finer particle due existing Steras and Lipase and help to better removal and more complete. Also these enzymes changed the surface adhesion of pressure sensitive adhesive and reduce the adhesion strength. By controlling the enzyme could remove the viscous material about 70 to 90 percent. Remove the stickies and pressure sensitive adhesive of recycled paper by enzymes improve their optical and resistance properties.
    Keywords: Pressure Sensitive Adhesive (PSA), Enzyme, Esterase, Lipases, OCC Recycled Pulp, Enzyme Control
  • A. Heidari, S. H. Hashemabadi* Page 73
    In this paper different approaches that mostly used in CFD simulation of reactive flows have been studied. Contents of the current study are included of turbulence reaction simulation by RANS, LES and DNS method and also simulation of multiphase flow by VOF, Eulerian-Eulerian and Eulerian-Lagrangian. Furthermore, simulation approaches of fast reaction processes respect to mixing time and common models and also their acceptable operational range have been presented in particular. Study of probability distribution function (PDF) models in which effect of reaction terms has been removed and also phenomenological models that are based on dominant micro-mixing time scale respect to reaction time scale have been considered.
    Keywords: Reactive Flow, CFD Method, Turbulence, Multiphase Model, Fast Reaction, Micro, Mixing, PDF, Phenomenological Models
  • M. Hasany, S. Yaghmaei* Page 86
    Microalgae are the most suitable microorganisms for producing valuable substances. Otherwise, chemical methods are alternatives which have advantages and disadvantages. Dunaliella salina microalgae is very popular because of having special culture, biological production of valuable substances like carotenoids, etc. Different parameters affect growth rate, cellular density and carotenoids production which can be optimized for better productivity. The other important matter is kind of culture system for commercial production of desired substances from microalgae that can be selected by considering financial matters and advantages and disadvantages of them. For example, by selecting suitable methods and considering economical matters, we can cultivate Dunaliella salina in Urmia Lake. It’s worth mentioning here that, on the one hand, the microalgae is native microorganisms in this lake and producing carotenoids can be very profitable, at the other hand, this microalgae can cover Urmia lake like a rug and prevents more drying of this lake by decreasing water evaporation.
    Keywords: Microalgae, Dunaliellasalina, Carotenoid, Urmia Lake