عنوان پایان‌نامه
مطالعه ی تجربی و مدل سازی اکسیداسیون فتو کاتالیستی بخار ترکیب آلی فرار توسط نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در راکتور بستر سیال
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1196.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55246
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- امیر معتمدداشلی برون
- استاد راهنما
- رحمت ستوده قره باغ
- چکیده
- هدف کار حاضر، انتخاب متیل اتیل کتون به¬عنوان مدل آلاینده و تخریب فتوکاتالیستی آن با استفاده از نانو ذرات تیتانیوم دی¬اکسید نشانده شده بروی ذرات آلومینا، در یک فتوراکتور بستر سیال می¬باشد. برای این منظور، در ابتدا فتوکاتالیست مورد نیاز با استفاده از یک روش لایه نشانی مؤثر تهیه گردید و سپس مجموعه آزمایش¬ها جهت بررسی اثر شرایط عملیاتی نظیر رطوبت نسبی هوا، غلظت اولیه متیل اتیل کتون و سرعت ظاهری گاز بر روی میزان تخریب متیل اتیل کتون انجام گرفت. نتایج حاصل از آزمایش نشان دادند که تخریب متیل اتیل کتون در رطوبت نسبی 25% کمی بیشتر از رطوبت نسبی 45% می-باشد. به¬علاوه، افزایش سرعت ظاهری گاز و غلظت اولیه¬ی متیل اتیل کتون در یک رطوبت نسبی ثابت باعث کاهش میزان تخریب متیل اتیل کتون می¬شود. در ادامه کار، به¬منظور شبیه سازی عملکرد فتوراکتور بستر سیال، زیر مدل¬های هیدرودینامیکی و سینتیکی با همدیگر به¬طور حل همزمان حل شدند. مدل سینتیکی لانگموییر-هینشلوود برای تخریب فتوکاتالیستی آلاینده به کار گرفته شد و ثابت-های سینتیکی آن با استفاده از نتایج آزمایشگاهی تعیین گردید. مدل¬های دو فازی ساده و دینامیک دو فازی به¬عنوان زیر مدل¬های هیدرودینامیکی انتخاب گردید و اعتبار این مدل¬ها از طریق مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که مدل دینامیک دو فازی دقت بیشتری از مدل دو فازی ساده دارد. بنابراین مدل دینامیک دو فازی به¬منظور پیش بینی رفتار فتوراکتور بستر سیال انتخاب گردید. در پایان پیش بینی¬های مدل دینامیک دو فازی در شرایط عملیاتی مختلف با نتایج آزمایشگاهی حاصل از این کار و داده¬های آزمایشگاهی ارائه شده در منابع مقایسه شد و نشان داد که توافق خوبی بین نتایج تجربی و نتایج حاصل از این مدل وجود دارد.
- Abstract
- In present work, gas phase photocatalytic degradation of methyl ethyl ketone (MEK) using nano-TiO2 supported ?-Al2O3 adsorbent was studied in a Fluidized Bed Photo-Reactor (FBPR). For this aim, the experiments were conducted in order to investigate the effect of operating parameters such as relative humidity (RH), MEK concentration, and superficial gas velocity on MEK degradation. The results showed that MEK degradation at the 25% RH is slightly higher than 45% RH. Furthermore, increasing the superficial gas velocity and the initial MEK concentration at a constant RH are resulted to decrease of MEK degradation. In order to simulate the performance of the FBPR, the kinetic sub-model and the hydrodynamic sub-model were coupled together and solved simultaneously. The Langmuir-Hinshelwood (LH) kinetic model was adopted for photocatalytic degradation of MEK and its kinetic parameters were determined experimentally. The simple two-phase and dynamic two-phase models were considered as the hydrodynamic sub-models and their validity was investigated through comparing the simulation data and the experimental results. It was observed that the dynamic two-phase model has more validity than the simple two-phase; therefore, the dynamic two-phase model was selected as the hydrodynamic sub-model to predict the performance of the FBPR. The model predictions were compared with the experimental results of this study and the experimental data reported in the literature. Close agreement was found between the model and the experimental data.
