Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Moheb,Mohammad Reza Ehsani
احمد محب (استاد راهنما) محمدرضا احسانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hajar Bahrani
هاجر بحرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
One of the most important problems affecting the quality of life is global warming related to dissemination of greenhouse gases. Among these gases, carbon dioxide is a major greenhouse gas (GHG). This problem is caused by two reasons, high volume emission and high residence time of carbon dioxide in the atmosphere. Continued uncontrolled gas emission can cause extreme changes in climate all over the world and threaten the life. Research on reducing greenhouse gases emissions, including developing non-carbon energy sources, improving energy efficiency, and carbon dioxide capture and sequestration, has increased in recent years. Improving energy efficiency and using non-carbon energy sources are the most effective in the short term (next 20 years) to reduce greenhouse gases emissions. However, these methods are not usually applied. Thus, carbon dioxide removal and trapping them essential to prevent its release, Since carbon dioxide capture is the most expensive step of burning fuel gas removing process, it is important to find the other effective way. Carbon dioxide is a greenhouse gas that is released into the environment due to burning of fossil fuels and it can cause global climate warming, which may be disastrous to the environment. Carbon dioxide can be removed from flue gas and waste gas streams by various methods such as membrane separation, absorption with a solvent, and adsorption using molecular sieves. These methods, however, are costly and consume a lot of energy. One of the improved techniques for the removal of carbon dioxide is chemical absorption with solid regenerable sorbents. The potassium based sorbents used in this study were prepared by impregnating potasium carbonate on porous supports. The aim of this study is to evaluate the laboratory process of carbon dioxide capture from flue gas using potassium carbonate on titanium nano-oxide. The potassium-based sorbents used in this study were prepared by impregnating potasium carbonate on nano titanium oxide support produced by sol-gel method in optimized conditions to maximize carbon dioxide capture capacity. For this purpose, in first step, different types of sorbents are produced by sol-gel technique. In the second step, a fixed bed reactor was used to determine the carbon dioxide removal efficiency by comparing the carbon dioxide content of the feed and product gases. It is composed of a reactor, a gas flow system, an applied test systems single zone split-tube furnace, and a gas chromatograph (GC). After the fixed bed reactor testing and optimization of absorber conditions, Sorbent special properties such as surface area, size distribution and chemical component are measured by appropriate tests Such as X-ray diffraction (XRD) and SEM, BET techniques.To optimize the condition of sorbent production, calcinations temperature was set at 550 degree celsius, gel residency duration for 12.75 hours and mixer speed equal to 30 rounds per minute. These parameters were set to maximize produced solid absorption equal to 86.36 mg/lit. The most important result of these tests (with optimal condition) represented that the size of sorbent particles are 6.13‌nm and the surface area is 36 m 2 /gr. Keyword : carbon dioxide, nano particle, chemical solid absorber, experimental design, sol-gel
گرم شدن کره زمین در اثر انتشار گازهای گلخانه‌ای در اتمسفر به یکی از مهمترین موضوعات مرتبط با زندگی انسان تبدیل شده است. از میان این گازها، دی اکسید کربن یکی از مهمترین گازهای گلخانه‌ای مورد توجه است. این مساله از دو دلیل ناشی شده است، یکی حجم بالای انتشار آن و دیگری ماندگاری بالای دی اکسید کربن در اتمسفر. ادامه انتشار کنترل نشده این گازها می‌تواند باعث تغییرات آب و هوایی گسترده‌ای در زمین شده و حیات موجودات زنده را به خطر اندازد. تحقیقات در زمینه کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای که شامل، توسعه منابع انرژی غیر کربنی، افزایش بازده انرژی و حذف دی اکسید کربن است، در سال‌های اخیر به شدت افزایش یافته است. مؤثرترین راه برای کاهش دی‌اکسید کربن در کوتاه مدت توسعه منابع انرژی غیر کربنی و افزایش بازده انرژی است. البته این روش‌ها معمولاً کاربردی نیستند. بنابراین حذف دی اکسید کربن و محبوس کردن آن امری ضروری جهت جلوگیری از انتشار آن است. با توجه به آنکه جداسازی دی اکسید کربن پرهزینه‌ترین بخش از فرآیند حذف آن از گازهای حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی است، یافتن گزینه مناسب برای این منظور ضرورتی اجتناب‌ناپذیر است. روش‌های گوناگونی برای این منظور ارائه شده است که مهمترین آن، جداسازی بر پایه آمین‌های تجاری است. با توجه به مشکلات متعدد روش آمین، استفاده از جاذب‌های شیمیایی جامد به عنوان یک روش جایگزین مطرح است. این روش از جنبه‌های گوناگون همچون جداسازی در شرایط عملیاتی گاز دودکش، ظرفیت تعادلی بالای جاذب و غیره دارای مزیت است. هدف از این مطالعه، بررسی آزمایشگاهی فرآیند حذف دی‌اکسید‌کربن از گاز دودکش با استفاده از جاذب فلزی کربنات پتاسیم بر پایه نانو‌اکسید تیتانیوم است. بدین منظور در بخش اول طرح ساخت نمونه‌های مختلف جاذب با استفاده از تکنیک سل- ژل انجام می‌شود. پس از آن با استفاده از آزمون‌های مناسب مشخصات مختلف جاذب از قبیل تخلخل، سطح ویژه، توزیع اندازه حفره‌ها و ترکیب شیمیایی اندازه‌گیری می‌شود. به منظور بررسی جاذب در شرایط واقعی عملکرد و تعیین ظرفیت جذب آن و همچنین شرایط عملیاتی بهینه، آزمایش‌هایی با استفاده از یک راکتور بستر ساکن انجام خواهد شد. لازم به ذکر است که ساخت و اندازه‌گیری میزان جذب توسط این جاذب برای اولین بار در این پروژه مورد بررسی قرار می‌گیرد. در این طرح اقدام به بهینه‌سازی شرایط تولید جاذب شده است. بر این اساس دمای کلسیناسیون 550 درجه‌ سانتی‌گراد، زمان ماندگاری ژل 75/12 ساعت و دور هم‌زن برابر با 30 دور بر دقیقه، مقادیر بهینه پارامترها جهت رسیدن به حداکثر میزان جذب جامد تولیدی که برابر با 36/86 میلی‌گرم بر لیتر محاسبه شده است، می‌باشند. قابل ذکر است که میزان جذب اندازه‌گیری شده توسط جاذب‌هاب مختلف در محدوده 70 تا 100 میلی‌گرم بر لیتر است. نتایج حاصل از آزمون جاذب‌ با شرایط بهینه نشان می‌دهد که اندازه ذرات جاذب ساخته شده برابر با 13/6 نانومتر می‌باشد. همچنین سطح جاذب برابر با 66 مترمربع به ازای هر گرم می‌باشد، که در مقایسه با سطح جاذب با پایه اکسید تیتانیوم که برابر با 36 مترمربع به ازای هر گرم است، دارای سطح بیشتری است و این نشاندهنده ساختار نانو پایه ساخته شده می‌باشد. کلمات کلیدی: دی اکسید کربن، نانو ذرات، جاذب جامد شیمیایی، طراحی آزمایشات، سل- ژل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی