Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Reza Ehsani,Mohammad Reza Khosravi Nikou
محمدرضا احسانی (استاد راهنما) محمدرضا خسروی نیکو (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ahmad Abdolahzadeh
احمد عبداله زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
Sulfur dioxide is one the hazardous pollutants in oil and gas industries. Health, financial and environmental damages can be caused by release of this pollutant in the air. Therefore, in recent years, lots of environmental limitations have been determined by environmental communities to reduce the emission of this pollutant. Based on the above, the purpose of this study is adsorption and separation of sulfur dioxide by into two microporous pillared paddle wheel frameworks M(bdc)(ted) 0.5 [M = Cu, Co; bdc = 1,4-benzenedicarboxylate; ted = triethylenediamine]. These adsorbents are prepared by solvothermal method. Looking to BET analysis result, specific surface area for adsorbents are respectively 1216.23 and 629.57 m 2 /g. BJH analysis results show maximum pore size distribution around 1.21 and 1.65 nm. Considering to SEM images no agglomeration happened and size of particles for both of them is about 5 µm. XRD patterns show no another production due to heating operations and sorbent preparation. Moreover, same patterns yield for both sorbents. Adsorption tests are carried out at laboratory fixed bed reactor. Selected effective parameters are chosen for sulfur dioxide adsorption, temperature, pollutant inlet concentration and mass of adsorbent. By using design of expert and taguchi method, experimental conditions are chosen to save time and costs. Based on isotherms that gained from adsorption performance of each adsorbent fixed bed, adsorption capacity of pollutant is calculated by integration method and was used as result to analyze with calculating software. Among all parameters, temperature was the most effective one. Adsorbent Cu(bdc)(ted) 0.5 had the most adsorption capacity in the concentration range of 10000 to 30000 ppm and temperature range of 25 to 200°C. Adsorption capacity of these adsorbents are 239.58 mg/ (g sorbent) and 113.42 mg/ (g sorbent) respectively in 10000 ppm and 25 °C. Results of FT- IR show that mechanism of adsorption is physical adsorption. Therefore, with surface reformation, sorbent strength analysis and durability analysis, it is expectable that these sorbents can be used in pilot purposes. Keywords: Sulfur dioxide, Metal Organic Frameworks, Adsorption
دی‌اکسید گوگرد یکی از آلاینده‌های آســیب رســان موجود در صــنایع نفت و گاز اســت. همچنین این آلاینده با ورود به هوا می‌تواند موجب خسارت‌های جانی، مالی و محیط زیسـتی فراوانی شود. از این رو طی سال‌های اخیر از طرف انجمن‌های محیط زیستی محدودیت‌های بسیار زیادی برای میزان ورود این آلاینده به اتمسفر تعیین شده است. در این راستا هدف از انجام این پروژه بررسی جذب این آلاینده با استفاده از چارچوب‌های آلی- فلزی Cu(bdc)(ted)0.5 و Co(bdc)(ted)0.5 می‌باشد. جاذب‌ها با استفاده از روش حلال گرمایی ساخته شـده است. با انجام آزمون BET برای هر دو جاذب، میزان سطح ویژه هر یک از جاذب‌ها به ترتیب 23/1216 و 57/629 متر مربع بر گرم جاذب بوده اســت. با انجام آزمون JH، بیشــینه توزیع اندازه حفره برای جاذب‌ها به ترتیب در 21/1 و 65/1 نانومتر بوده است. نتایج حاصـل از آنالیز SEM گواه از عدم تجمع و اندازه ذرات جاذب‌ها حدود 5 میکرومتر است. آزمون XRD نشـان می‌دهد که ترکیب پیچیده‌تری از این جاذب‌ها در اثر عملیات حرارتی در حین آماده‌سازی تولید نشده است و الگوهای جاذب‌ها یکسان بوده است. عملیات جذب توســط سـتون جذب بســتر سـاکن انجام شــده اسـت. پارامترهای تأثیرگذار تعیین شــده بر روی میزان جذب دی‌اکسید به ترتیب دما، غلظت ورودی آلاینده و میزان گرم جاذب برای هردو جاذب در نظر گرفته شد. با استفاده از طراحی آزمایش (بهره‌گیری از روش تاگوچی)، شـــرایط هر یک از آزمایش‌ها برای صرفه‌جویی در زمان و هزینه تعیین شـــد. بر اســـاس ایزوترم های حاصل از جذب بستر هر یک از جاذب‌ها، میزان جذب آلاینده با استفاده از روش انتگرال‌گیری تعیین و به عنوان داده‌های حاصل از هر آزمایش توســط نرم‌افزار محاســباتی (Minitab)، مورد تحلیل قرار گرفت. در این میان دما با بیشــترین ســهم اثرگذاری مهم‌ترین پارامتر برای میزان جذب آلاینده تشـخیص داده شد. در محدوده غلظتی ppm 10000 تا ppm 30000، محدوده دمایی 25 تا 200 درجه سانتی‌گراد و مقدار 5/0 تا 75/0 گرم جاذب، جاذب Cu(bdc)(ted)0.5 میزان جذب بیشتری نسبت به Co(bdc)(ted)0.5 داشت. بیشـترین میزان جذب این دو جاذب به ترتیب در حدود 58/239 میلی‌گرم دی‌اکسید گوگرد بر گرم جاذب و 42/113 میلی‌گرم دی‌اکسید گوگرد بر گرم جاذب در غلظت ppm 10000و دمای 25 درجه سانتی‌گراد بوده است. نتایج آنالیز FT-IR نشان می‌دهد که مکانیزم جذب به‌صورت جذب سطحی است. نتایج حاصــل از جذب جاذب‌های ســاخته شــده گواه از این دارد که با اصــلاح ســطح این جاذب‌ها، و بررســی آزمون‌هایی مانند اســتحکام جاذب و دوره پذیری در سیکل‌های متعدد، بتوان از این جاذب‌ها در مقیاس نیمه‌صنعتی استفاده برد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی