عنوان
بررسي كارايي نانوذرات مغناطيسي بهعنوان ارتقادهندههاي قابل بازيابي براي تشكيل هيدرات‌هاي متان و دياكسيدكربن جهت سهولت در ذخيرهسازي و انتقال
نويسنده اصلي
امرائي، پويا
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
امروزه انرژي نقشي كليدي در بقا و توسعه جوامع دارد. در اين ميان گاز طبيعي بهعنوان پاكترين سوخت فسيلي توانسته سهم قابلتوجهي در
سبد تأمين انرژي پيدا كند كه منابع عظيمي از گاز طبيعي به شكل هيدرات در اعماق اقيانوس موجود است. هيدرات گازي ميتواند روشي
ايمن و كمهزينه در مقابل روشهاي رايج ذخيرهسازي و انتقال گاز طبيعي مانند گاز فشرده و گاز مايع باشد؛ بهعالوه هيدرات گازي امكان
به دام انداختن گازهاي گلخانهاي مانند متان و دياكسيدكربن را فراهم ميكند. هيدرات گازي جامد بلورهاي است كه در حضور آب و
مولكولهاي گازي سبك در فشار باال و دماي پايين تشكيل ميشود. دماي پايين، فشار باال و سينتيك آهسته تشكيل هيدرات مهمترين
چالشهاي موجود در زمينه تجاريسازي هيدرات است. جهت تعديل دما و فشار تشكيل هيدرات از افزودنيهايي به نام ارتقادهندههاي
ترموديناميكي و جهت تسريع سينتيك تشكيل هيدرات نيز از افزودنيهايي به نام ارتقادهندههاي سينتيكي استفاده ميشود. در اين پژوهش
عملكرد نانوذرات اكسيد آهن عاملدار شده با سولفاميك اسيد بهعنوان ارتقادهنده سينتيكي، در غلظتهاي ،%0/01 ،%0/025 ،%0/05 %0/1
و %0/15 وزني و اثر همافزايي اين نانوذرات در غلظت بهينه با سديمدودسيلسولفات بررسي شد. فشار و دماي عملياتي جهت تشكيل هيدرات
متان به ترتيب 90 بار و 3 درجه سلسيوس و جهت تشكيل هيدرات دياكسيدكربن 40 بار و 1 درجه سلسيوس بود. بر اساس نتايج نانوذرات
اكسيد آهن عاملدار شده با سولفاميك اسيد توانستند در غلظت %0/01 وزني بهترين عملكرد را نشان دهند. در اين غلظت مقدارميزان جذب
گاز، ظرفيت ذخيرهسازي هيدرات و درصد تبديل آب به هيدرات براي هيدرات گاز متان به ترتيب ،%36 %36 و %35 نسبت به آزمون شاهد
افزايش داشتند، مقادير مذكور حتي نسبت به سديمدودسيلسولفات نيز به ترتيب ،%8 %8 و %9 افزايش داشتند؛ اما كمينه زمان القا در غلظت
0%/025 وزني نانوذرات مشاهده شد كه %2 كمتر از زمان القا در غلظت %0/01 وزني نانوذرات اكسيد آهن عاملدار شده با سولفاميك اسيد
بود. در تشكيل هيدرات متان، همافزايي نانوذرات اكسيد آهن عاملدار شده با سولفاميك اسيد با سديمدودسيلسولفات بر خالف نانوذرات
اكسيد آهن، افت عملكرد نانوذرات را در مقادير مذكور در پي داشت. در حضور گاز دياكسيدكربن كمترين زمان القا در غلظت 0%/05
وزني نانوذرات اكسيد آهن عاملدار شده با سولفاميك اسيد مشاهده شد كه %65 نسبت به آزمون شاهد كاهش يافت؛ اما مصرف گاز
دياكسيدكربن در حضور غلظتهاي مختلف نانوذرات اكسيد آهن عاملدار شده با سولفاميك اسيد كمتر از آزمون شاهد بود. بيشترين
مقدار مصرف گاز در غلظت %0/01 وزني نانوذرات اكسيد آهن عاملدار شده با سولفاميك اسيد مشاهده شد كه 3 % كمتر از مصرف گاز
آزمون شاهد بود. دليل عدم ارتقادهندگي نانوذرات اكسيد آهن عاملدار شده با سولفاميك اسيد براي هر دو گاز، ميتواند تفاوت در
الگوهاي رشد هيدرات اين دو گاز باشد؛ چراكه در حضور گاز دياكسيدكربن به دليل فشردهتر بودن بلورههاي هيدرات و نرخ رشد آهستهتر
بلورهها و در نتيجه كاهش اثر مويين، راندمان انتقال جرم كاهش مييابد.
شماره ركورد
232789
گرايش رشته تحصيلي
طراحي فرآيند
دانشكده
مهندسي شيمي
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان