با عنوان : مطالعه 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 گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چكيده:

گاز سنتز از گازهاي هيدروژن و مونواكسيدكربن تشكيل شده می باشد، تحقيقات بسياري بر روي روشهاي پيشرفته و جديد توليد گاز سنتز انجام شده می باشد. نتايج اين تحقيقات نش ان مي دهد كه بهره گیری 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 بهره گیری 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) بهره گیری 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 بهره گیری مي گردد. اين واكنش ها روشهاي اصلي براي توليد محصولات بعدي از قبيل: متانول، توليد آمونياك، سنتز فيشر – تراپش مي باشند. تخمين زده شده می باشد كه تقريباً 60 – 70% هزينه هاي صرف شده در واكنش هاي تبديل متان به تهيه گاز سنتز اختصاص داده شده می باشد.

تحقيقات بسياري بر روي روشهاي پيشرفته و جديد توليد گاز سنتز انجام شده می باشد نتايج اين تحقيقات نشان مي دهد كه بهره گیری 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 گردد. ايجاد تخليه الكتريكي در گاز ذرات بسيار فعالي مانند الكترون ها، يون ها، اتم ها، راديكال ها و مولكول ها بر انگيخته به وجود مي آيند كه به عنوان كاتاليست براي توليد محصولات اقدام 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 می باشد.

پلاسماي مايكروويو معمولاً درفرهاي مايكروويو، رسوب الماس، توليد IC و ايجاد چگالي بالاي پلاسما و انرژي متوسط الكترون مي تواند به كار برده گردد. بهره گیری 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 می باشد كه بهره گیری آن جذاب تر از پلاسماهاي ديگر گردد.

در بخشهاي آينده آغاز كليات موضوع و سپس به توضیح 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

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

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 گردد. 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 می باشد نتايج اين تحقيقات نشان مي دهد كه بهره گیری از راكتور پلاسما الكتريكي براي توليد گاز سنتز يك تكنولوژي پيشرفته با بازده بالا و محافظ محيط زيست مي باشد.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

بنابراين انواع مختلف راكتورهاي پلاسما براي توليد گاز سنتز مورد مطالعه قرار گرفته اند، با در نظر داشتن خصوصيات انواع پلاسما به گونه 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 می باشد (فضاي كوچكي در نزديكي الكترود نقطه) بنا بر اين بهره گیری 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 می باشد در نتيجه اين نوع تخليه الكتريكي براي بهره گیری در مقاصد صنعتي بسيار مناسب به نظر مي رسد، اما مشكل اساسي اين نوع راكتورها محدوديت فضاي بين ا لكترودها می باشد براي غلبه بر اين مشكل براي ساخت راكتورهاي DBD در مقياس بزرگ براي توليد گاز سنتز از راكتورهاي لوله اي موازي بهره گیری شده می باشد. انواع ديگر راكتورهاي پلاسما شيميايي راكتورهاي ICP يا همان راكتورهاي مايكروويو و راديو فركانسي مي باشند. در راكتورهاي RF با در نظر داشتن محدوده پايين فشار عملياتي براي پايداري پلاسما به ايجاد فشارهاي پايين احتياج می باشد 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 بهره گیری به عنوان راكتورهاي پلاسما شيميايي گاز سنتز مي باشند.

نتايج تحقيقات نشان مي دهد تبديل پلاسمايي گاز طبيعي به گاز سنتز با در نظر داشتن تئوري پيچيده پلاسما هنوز از جهات بسياري در ابهام مي باشد و تجربيات كمي تا كنون در اين زمينه انجام شده می باشد. مانند 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 می باشد. اکثراً 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 : شش هزار تومان

 

***

—-

پشتیبانی سایت :        ———-        serderehi@gmail.com