پایان نامه انتخاب مدل برای انحلال ذرات معلق، مقایسه مراحل نفوذ فیزیکی با تابعیت غیرخطی و واکنش سطحی


دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

گروه مهندسی شیمی

عنوان:

انتخاب مدل برای انحلال ذرات معلق، مقایسه مراحل نفوذ فیزیکی با تابعیت غیرخطی و واکنش سطحی

چکیده:

برای تعیین مرحله کنترل کننده فرایند انحلال و رشد کریستال های سولفات مضاعف پتاسیم و آلومینیم در آب نخست با استفاده از یک الگوریتم کامپیوتری مقادیر پارامترهای ضریب انتقال جرم فیزیکی، ثابت واکنش سطحی و درجه واکنش سطحی برای سیستم به دست آمدند. نخست با استفاده از مقادیر آزمایشگاهی سرعت رشد و انحلال پارامترهای کلی شدت رشد و انحلال کریستال های سولفات مضاعف پتاسیم و آلومینیم با برازش کردن مقادیر آزمایشگاهی بر روابط RG=KG(C)g و RD=KD(-C)d به دست آمدند. سرعت های انحلال و رشد کریستال ها در یک ظرف بستر سیال در مقیاس آزمایشگاهی توسط گارساید و همکارانش به دست آمده اند. با استفاده از برنامه کامپیوتری ذکر شده پارامترهای Kd، Kr و r برای تعیین مرحله کنترل کننده فرایند به دست آمدند. به دلیل کوچک بودن ثابت واکنش سطحی نسبت به ضریب انتقال جرم فیزیکی نتیجه شد که مرحله واکنش کنترل کننده اصلی فرآیند انحلال می باشد. در پدیده رشد کریستال های سولفات مضاعف پتاسیم و آلومینیوم نیز مشابه این نتیجه به دست آمد و معلوم شد که این فرایند نیز توسط یک واکنش سطحی درجه اول کنترل می شود. انحراف استاندارد مابین مقادیر سرعت انحلال به دست آمده از رابطه RD=Kr(C-RD/Kd)r و مقادیری که از آزمایش به دست آمده و بر رابطه RD=KD(C)g برازش شده اند کمتر از 0.08 درصد محاسبه شد.

مقدمه

فرایند انحلال یکی از فرایندهای بسیار معمول و مهم در مهندسی شیمی و استخراج کانی های معدنی و صنایع غذایی و فولاد و صنایع دیگر می باشد. در کمتر جایی می توان صنعتی را یافت که با این فرایند سروکار نداشته باشد. در صنایع مختلف به طور عموم در بیولوژی داروسازی و بخصوص در صنایع استخراج مواد معدنی تولید شکر فسفات آمونیم کلرور سدیم و کریستالیزاسیون که یکی از روشهای مهم در تهیه مواد با خلوص بسیار بالا است کاربرد فراوانی دارد.

در فرایند کریستالیزاسیون که قدمتی بیش از 3500 سال دارد تهیه نمودار حلالیت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در فرایند استخراج تفاوت حلالیت یک جزء در دو فاز باعث جداسازی می شود که دانستن میزان حلالیت و شرایط مطلوب مهم است.

با توجه به مصرف کم انرژی در این فرایند پیش بینی می شود با گران شدن تدریجی انرژی فرایند کریستالیزاسیون جایگزین روشهایی نظیر تقطیر و استخراج شود. در جداسازی های بیولوژیکی که هدف تهیه مواد با خلوص بالا و این مواد از ارزش بسیار بالایی برخوردار هستند کریستالیزاسیون یکی از بهترین روش هاست و البته ابتدا باید محلول فوق اشباع تهیه که دانستن نحوه انحلال و سرعت انحلال و نمودار حلالیت لازم و ضروری است.

نکات فوق موجب استقبال شدید محققین بخش مهندسی شیمی به این عملیات شده و در حال حاضر تلاش زیادی در جهت بهبود و ارائه مدل های ریاضی و برنامه های رایانه ای که بتواند رفتار یک سیستم را پیش بینی کند می شود. البته گستردگی این مبحث به گونه ای است که بیشتر مطالعات و تحقیقات بر روی سینتیک انحلال یک ماده خاص آن هم در شرایط بخصوص را مورد ارزیابی قرار می دهد.

این پایان نامه از روی سایت اینجا کلیک کنید