پایان نامه بررسی و احیای کربن فعال شده
65 صفحه در قالب word
فهرست پایان نامه
فصل اول
تعریف کربن فعال و مبانی ابتدایی 1
• موارد کاربرد 3
• مراحل تولید 4
• ساختار منافذ کربن 7
• جذب بوسیله کربن فعال شده 7
• کربنهای فعال پیشرفته 7
• ویژگی های جذبی و فیزیکی 8
• کربن فعال شده چگونه کار می کند؟ 9
فصل دوم کاربرد کربن فعال شده در صنعت 11
• تصفیه آبهای آلوده توسط کربن فعال گرانوله GAC 12
I. حذف ایمیداکلوپراید (حشره کش) از آبهای آلوده توسط کربن فعال 12
II. جذب کادمیم از محلولهای آبی توسط کربن فعال ساخته شده از ضایعات کشاورزی 16
فصل سوم روشهای احیای کربن فعال 25
• تاثیر ترکیب احیاگرهای شیمیایی بر سرعت احیای کربن فعال 26
• احیای کربن فعال اشباع از اتیل استات با دی اکسید کربن فوق بحرانی 36
فصل چهارم بررسی سینتیک واکنشهای شیمیایی در حضور کربن فعال 43
• بررسی سینتیک واکنش اکسیداسیون سولفید هیدروژن در مجاورت کربن فعال 44
• جذب سینتیکی ترکیبات آلی فرار در بستر کربن فعال 53
فهرست منابع و مراجع 65
مقدمه
کربن فعال بهعنوان یک جاذب دارای کاربردهای مهم و حیاتی میباشد. این ماده از پیرولیز مواد گیاهی حاوی کربن تولید می شود و تحت عملیات فعال سازی قرارمی گیرد. با توجه به نوع مواد خام مصرفی، کربنهای فعال دارای اندازه منافذ و شکلهای متفاوت هستند و از طرفی با توجه به توزیع اندازه منافذ، دارای کاربردهای گسترده و ویژهای میباشند. در این پروژه در طی چهار فصل به بررسی مختصری از خصوصیات فیزیکی این ماده جاذب ، مراحل تولید آن و روشهای احیای آن در صنعت پرداخته شده و با گردآوری آزمایشات متعدد و معروف در این باب از منابع معتبر و اراٸه نتایج حاصل از این آزمایشات، تحلیل نتایج و بسط آنها در ابعاد صنعتی صورت گرفته است.
فصل اول به معرفی کربن فعال شده و ساختار فیزیکی آن، بیان مبانی ابتدایی و نیز مختصری از موارد کاربرد آن در ابعاد صنعتی و غیره پرداخته شده است، و با مطالعه این بخش به ذهنیتی جامع در باره این ماده جاذب و مواد دیگر مشابه دست خواهیم یافت.
فصل دوم اختصاص به بررسی کاربرد کربن فعال شده در صنعت دارد و با گردآوری و آنالیز چند کاربرد وسیع و متداول مورد استفاده کنونی آن در صنعت به مقایسه و تحلیل نتایج به عمل آمده پرداخته شده و مواردی چون مزایا، معایب و نیز مقایسه آنها با موارد مشابه توسط مواد مختلف دیگر ذکر گردیده است.
فصل سوم، روشهای احیای کربن فعال شده را مورد بررسی قرار می دهد و با ذکر چند ماده متداول در این فصل به مقایسه آنها از لحاظ اقتصادی، کاربردی و دیگر منافع و مضرات آنها می پردازد و با اراٸه چند آزمایش متداول سعی بر آن شده که فعل و انفعالات آنها در صنعت، در ابعاد آزمایشگاهی شبیه سازی شود.
فصل چهارم با اراٸه چند نمونه خاص به آنالیز تٸوری و علمی سینتیک واکنشهای شیمیایی در حضور کربن فعال شده می پردازد و با بررسی مدل های شناخته شده ریاضی، نتایج حاصل و میزان خطا های آزمایشگاهی را توسط این مد لها تحت پوشش قرار می دهد.
مدلها، نتایج آزمایشگاهی، جداول و نمودارهای بکار رفته در این پروژه، همگی بر گرفته از منابع معتبر علمی می باشند و در بخش منابع و مراجع ، نام منابع به همراه مولف و سایرمشخصه ها قید گردیده است.
تعریف کربن فعال و مبانی ابتدایی:Introduction and basic principles:
کربن فعال به گروهی از مواد اطلاق می‌شود که مساحت سطح داخلی بالا، تخلخل و قابلیت جذب گازها و مایعات شیمیائی را دارند. کربنهای فعال بهعنوان جاذب‌های حیاتی در صنایع شناخته شده‌اند و کاربردهای گسترده‌ای با توجه به قابلیت جذب گازها و مایعات مزاحم دارند و می‌توان از آنها برای تصفیه و پاکسازی و حتی بازیافت موادشیمیائی استفاده نمود. کربنهای فعال به‌دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد و همچنین قیمت پائین در مقایسه با جاذب‌های غیرآلی مانند زئولیت از اهمیت ویژهای برخوردار میباشند. کربنهای فعال شده به‌دلیل مساحت گسترده آنها، ساختار منفذی، ظرفیت جذب بالا و قابلیت فعال‌سازی مجدد سطح، یک ماده منحصربه‌فرد میباشند. کاربرد مهم و قابل اهمیت آنها در جداسازی بو، رنگ، مزه‌های غیردلخواه از آب در عملیات‌های خانگی و صنعتی، بازیافت حلال، تصفیه هوا به‌ویژه در رستوران‌ها، صنایع غذایی و شیمیایی میباشند، همچنین با موادغیرآلی بهعنوان کاتالیست نیز استفاده می‌شوند. در داروسازی نیز برای مبارزه با یک نوع باکتری خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند و بهعنوان جداکننده اسیدهای آروماتیک از حلال در داخل اسیداستیک نیز می‌توان از کربن فعال استفاده کرد. کربنهای فعال شده محصولات پیچیده‌ای میباشند، به این دلیل طبقه بندی آنها براساس رفتار، مشخصات سطح و روش آماده‌سازی آنها مشکل میباشد، هر چند یک سری طبقه بندی براساس مشخصات فیزیکی آنها انجام شده است.
۱. کربن فعال پودری (دارای اندازه‌ای کمتر از ۱۰۰ نامومتو و میانگین قطری بین ۱۵ تا ۲۵ میکرومتر)
۲. کربن فعال گرانولی (دارای اندازه‌ای بزرگ‌تر از کربن فعال شده پودری میباشد)
۳. کربن فعال کروی
۴. کربن تزریق شده
۵. کربن روکش شده با پلیمرها
استاندارد جذب برای کربن فعال مورد استفاده این است که بتواند تا حدود ۲۰% وزنی گازGB (GB Gas)[1] و یا سیانوژن کلراید جذب نماید. اگر کربن فعال تازه باشد و در معرض رطوبت قرار نگرفته باشد خواهد توانست تا ۴۰% وزنی از گاز GB را جذب نماید. تعداد زیادی از گازهای سمی را می‌توان با گذراندن از کربن فعال شده از هوا جدا کرد، این خاصیت برای مواد شیمیائی با وزن مولکولی بالا از قبیل مواد شیمیائی GB مؤثر میباشد، گازهای سبک از قبیل کربن یا سیانوژن کلراید را نمی توان به راحتی سایر گازها جدا نمود، منواکسید کربن یکی از موادی است که به سختی می‌توان به کمک کربن فعال جذب نمود ولی می توان با استفاده از تزریق یک سری از مواد شیمیائی به کربن فعال، قابلیت جذب این‌گونه مواد را در کربن فعال ایجاد نمود و قدرت بازدارندگی کربن فعال را بالا برد. از جمله موادی که بدین منظور می‌توان از آنها استفاده نمود نمک‌های نقره، مس و کرم می باشند.
- موارد کاربرد: Application:
همانطور که اشاره شد، زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است، از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب، آب آکواریوم ها، آبهای صنعتی) از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مانند تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی
وغیره
- مراحل تولید: production stages:
کربن فعال شده از پیرولیز مواد کربنی از قبیل چوب، زغال سنگ و هسته میوه‌ها یا پلیمرهای مصنوعی از قبیل ریون، پلی‌اکریلونیتریل یا فنولیک حاصل می‌گردد و در مراحل بعدی تحت عملیات فعال سازی قرار می‌گیرد. پیرولیز موادکربنی، بدون حضور هوا، باعث تخریب مولکول‌های غیرآلی می‌شود که یک ماده قیری شکل حاوی مواد گازدار خواهد بود و در نهایت یک جسم جامد کربنی از آن ایجاد خواهد شد. جسم تولید شده دارای تعداد زیادی حفره‌های بزرگ و دارای سطح ویژهای در حد چندین مترمربع برگرم میباشد.
۱. موادخام
از نظر اقتصادی، ترجیحاً از موادی با کربن بالا و مواد آلی کم برای تولید کربن فعال شده انتخاب می‌شود، ماده تشکیل شده جامد حاصل از عملیات پیرولیز باید دانسیته بالا و همچنین دارای گازهای فرار کافی باشند، آزاد سازی گازهای فرار در مرحله پیرولیز باعث ایجاد منافذ در کربن می‌شود. دانسیته بالا باعث می‌شود کربن از استحکام و ساختار محکمی برخوردار گردد مواد خام مورد استفاده به ترتیب اهمیت آنها از نظر ظرفیت تولید کربن متخلخل، مشخصات نهائی و مقدار مصرف عبارتند از: چوب، زغال‌سنگ، سیگمنت (نوعی زغال‌سنگ)، پوست نارگیل و تورب.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
پایان نامه بررسی و احیای کربن فعال شده
