عنوان پایان‌نامه
ساخت نانو جاذب کربنی جهت جداسازی هیدرو کربن های سی ۲ پلاس از گاز طبیعی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1304.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58977
- تاریخ دفاع
- ۰۴ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- سپیده نوری
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- گاز طبیعی یکی از منابع اصلی انرژی است.این سوخت پاک و ارزان است و به همین جهت استفاده از آن در سیستم حمل و نقل در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است کارایی ذخیره گاز طبیعی در خودروهای دارای تکنولوژی ANG می‌تواند به وسیله ناخالصی‌های جزئی از جمله آلکان‌های سنگین در جریان گاز طبیعی مختل شود. جاذب‌ها معمولاً نسبت به آلکان‌های سنگین‌تر گزینش‌پذیرتر از متان هستند. از آنجا که ناخالصی‌ها می‌توانند در بستر تجمع یافته و ظرفیت ذخیره متان را کاهش دهند، این موضوع یک مشکل اساسی در سیستم‌های ذخیره ایجاد می‌کند؛ زیرا هنگامی که تعداد سیکل های دشارژ و سوخت گیری مجدد زیاد شود هیدروکربن های سنگین تر به تدریج حجم میکرو حفره های قابل دسترس کربن را که باید از متان پر شود، اشغال می کنند.این مسئله منجر به کاهش ظرفیت ذخیره خالص مخزن می¬شود. بنابراین به هنگام سوخت گیری قبل از ورود گاز به مخزن اصلی ذخیره گاز طبیعی بعضی ناخالصی ها و هیدروکربن های سنگین در بستر محافظ (guard bed) از آن جدا می شود و در سیکل دشارژ مجددا به ترکیب گاز طبیعی بزگشته و در خودرو مورد استفاده قرار می¬گیرند. در این پایان نامه در قسمت اول سامانه جذب آزمایشگاهی جهت جذب گازها طراحی و ساخته شده است.در قسمت دوم جهت جذب هیدروکربن های سنگین در بستر محافظ جاذب های کربنی مناسب که میزان جذب قابل توجهی برای اتان نسبت به متان دارند ساخته شده است. سپس آزمایش جذب نمونه ها انجام شده و آنالیزهای مربوط به جاذب صورت گرفت. با توجه به میزان جذب نمونه و آنالیز های مورد نظر دو نمونه با نوعی جاذب سیلیس هیبرید شده و نتایج نمونه های هیبرید شده مجددا برای هر دو گاز بررسی شد. یکی از نمونه های بهینه نیز تحت اکتیواسیون مجدد قرار داده و نتایج آن بررسی شد. جهت تطبیق ایزوترم های جذب، تست های انجام شده را با سه مدل جذب مناسب توسط نرم ازار MATLAB بررسی کرده و ثوابت آن گزارش شده است
- Abstract
- Natural gas is considered as a main energy resource. This type of fuel is clean and inexpensive, so during the recent years has been kept sustained attention in order to utilize in transportation field. In an automobile that is equipped with ANG technology, the natural gas storage efficiency could be lost by slight impurities in gas flow such as heavy alkanes, since the impurities can consume in the bed and reduce the capacity of methane storage. When the number of discharge and refueling cycles are increased, heavier hydrocarbons gradually occupy the micro-pores volume which should be available for methane fraction. Consequently, this issue poses a serious challenge in storage system and brings the net capacity of storage down. To solve the problem, some impurities and heavy hydrocarbons separate clearly in guard-bed before the natural gas enter the storage tank; then reunify with the gas fractions during discharge cycle and use in automobile. In the first part of this study, laboratory system of adsorption was expressly designed and constructed. Next in the second part for the heavy hydrocarbons adsorption, proper carbon adsorbents were produced which had considerable ethane to methane adsorption ratio. After that produced adsorbents were analyzed in detail and adsorption tests were conducted. Finally, the result of experiments was modeled by MATLAB software in order to adapt the adsorption isotherms accordingly, in form of three different adsorption models and the constants were reported.
