عنوان پایان‌نامه
بررسی فرآیند خالص سازی بوریک اسید تجاری به منظور تهیه بوریک اسید با خلوص بالا
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1699.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72763;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1699.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72763
- تاریخ دفاع
- ۲۷ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- محمود عطاریان شاندیز
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- بوریک اسید دارای کاربردهای گسترده‌ای در صنعت می‌باشد. بوریک اسید در نیروگاه‌های هسته‌ای برای کنترل سرعت شکافت هسته‌ای به کار می‌رود. بوریک اسید توسط فرآیند تبلور خالص می‌شود. در این مطالعه، برای مرحله تبلور شرایط عملیاتی به این شرح بود: غلظت بوریک اسید از 15 تا 23 %W، دمای انحلال ازC° 8/85 تا 2/96 و دمای انحلال ازC°31 تا 45 می¬باشد. همچنین نتایج آزمایش جمع ناخالصی و بازیافت بوریک اسید و یک تابع تعریف شده از غلظت ناخالصی‌ها هستند. برای بررسی اثر شرایط عملیاتی و بهینه سازی فرآیند از روش طراحی ترکیبی مرکزی استفاده شد. بر اساس طراحی آزمایش برای مرحله تبلور تعداد 24 آزمایش و برای مرحله تبادل یونی 52 مورد نیاز بود. بهینه سازی پارامترهای مؤثر توسط روش‌های آماری و نمودار بهینه سازی انجام شد. میزان اعتبار پارامترها با استفاده از نرم افزار مینی تب و از طریق آنالیز واریانس بررسی شد و سطح اعتبار آنالیز واریانس 1/0 انتخاب شد. شرایط بهینه مرحله تبلور برای رسیدن به کمترین میزان تابع خروجی به صورت زیر بود: غلظت بوریک اسید: %W 15، دمای انحلال C°15/95 و دمای تبلور C°45. همچنین، فرآیند تبلور دو مرحله‌ای بوریک اسید مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که افزایش دمای تبلور در کاهش بازیافت و کاهش جمع ناخالصی مؤثر است. با توجه به روش، پساب خروجی از مرحله تبلور از طریق عبور از یک رزین تبادل کاتیون قوی و یک رزین تبادل آنیون ضعیف تصفیه می‌شود. در این مطالعه، پارامترهای فرایند تبادل شامل یونی دبی جریان، دمای ستون، طول ستون و قطر ستون هستند. همچنین خروجی آزمایش حذف ناخالصی‌ها است. نتایج نشان می‌دهد مدل درجه دو برای این مرحله معتبر است و افزایش دبی، کاهش قطر ستون و کاهش درجه حرارت ستون در افزایش حذف ناخالصی مؤثر است.
- Abstract
- Boric acid find diverge range of applications in industry. Boric acid is used in nuclear power plants to control the speed of fission. In this study, for the crystallization process operating conditions were as follows: Boric acid concentration of 15 to 23% W, dissolution temperature of 85.8 to 96.2 °C and crystallization temperature of 31 to 45 °C Boric acid is purified by crystallization process. Total amount of impurities and recovery boric acid was reported as the result of experiments. The central composite design was used for evaluating the effect of the operational conditions and optimization of processes. Based on the experimental design for crystallization phase 24 tests, and for ion exchange steps, 52 tests were required. Optimization of the effective parameters was carried out by the statistical approach and optimization plot. The significance of the parameters effects was analyzed using Minitab software (Version 16) by analysis of the responses variance (ANOVA). Optimal conditions for crystallization step to achieve the lowest output function, are as follows: the concentration of boric acid: 15% W, the dissolution temperature: 95.15 °C and crystallization temperature 45°C.Also, the two-step boric acid crystallization process was examined in our work. The results show that the crystallization temperature increase is effective in reducing recovery and total impurities. According to the method, the discharge liquor from the crystallisation stage is treated in succession through a strong cation exchange resin and through a weak anion exchange resin. In this study, ion exchange process parameters are the flow debbie, column temperature, column length and column diameter. Also experiment result is impurity removal. The results show that the flow debbie increase, column diameter reduction and column temperature reduction are effective in increase impurity removal.
