دانلود مقاله: طراحی و ساخت سیستم کنترلی و تک سل پیل سوختی متانولی برای کاربرد قابل‌حمل

طراحی و ساخت سیستم کنترلی و تک سل پیل سوختی متانولی  برای کاربرد قابل‌حمل

فایل ورد و قابل ویرایش

چکیده

استفاده از پیل سوختی متانولی برای کاربردهای قابل حمل و مصارف شخصی میدانی یکی از بهترین کاندیدا در میان انواع پیل سوختی است. طراحی میدان جریان آندی و کاتدی بهینه در هر ظرفیت معین و بهینه کردن شرایط عملیاتی جهت رسیدن به حداکثر توان الکتریکی در پیل‌های سوختی متانولی (DMFC) امری ضروری می‌باشد. در این مطالعه تجربی یک تک سلول پیل سوختی متانولی با استفاده از غشاء نافیون 117 و کاتالیست آندی با ظرفیتmg/cm2 PtRu  4 و کاتالیست کاتدی با ظرفیتmg/cm2 Pt  4و با سطح موثر به ابعاد
 cm10 ´10 طراحی و ساخته شد. همچنین دستگاه تست تک سل شامل سیستم‌های تغذیه کاتدی و آندی به همراه سیستم کنترل آن به صورت یک مجموعه کامل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. نتایج ولتاژ- جریان به دست آمده از آزمایش سلول تحت شرایط عملیاتی مختلف بیانگر عملکرد موفقیت آمیز سلول بوده است. بهترین نتیجه سلول دردمای  70و غلظت متانول یک مولار به دست آمده که دانسیته جریان در این شرایط 202 و ولتاژ V413/0بوده است.  این نتایج راه را برای طراحی و ساخت یک مجموعه سل (stack) با توان KW25/1 که هدف نهائی این پروژه تحقیقاتی می‌باشد هموار ساخته است.

واژه های کلیدی: پیل سوختی متانولی، دستگاه تست،  منحنی قطبیت، الکترود، کاتالیست، MEA

بررسی فعالیت کاتالیست های دو فلزی بر پایه-ZSM5در واکنش کاتالیستی متان به بنزن

فایل pdf

74صفحه

 گاز طبیعی، سوختی پاک و خوراکی مناسب برای صنایع شیمیایی است اما به دلیل ویژگی های خاص خود،

 انتقال آن به سمت بازار مصرف دشوارتر و گرانتر از انتقال نفت خام است. این مسئله ناشی از مشکلاتی نظیر

 نبود بازار امن و مناسب، هزینة بالای حمل و نقل و گران و پیچیده بودن تکنولوژی های انتقال نظیر LNG و

خطوط لوله است. از این رو تبدیل گاز طبیعی به مواد شیمیایی و جایگزین کردن صادرات این مواد به جای

صادرات گاز، علاوه بر اینکه بازار فروش مناسب و مطمئنی دارد، ارزش افزودة بیشتری را نصیب کشور

صادرکننده می کند و مشکلات صادرات گاز را نیز به همراه ندارد.

پروژه روش های تولید آمونیاک

چکیده

آمونیاک دومین محصول سنتزی است که امروزه براساس روش هابر- بوش تولید می شود. میزان انرژی مصرفی برای تولید یک تن آمونیاک از زمان تولید صنعتی آن تا به امروز ازGJ  700 به GJ 28 کاهش یافت که حاصل تغییر در نوع فرایند، نوع خوراک و بهینه سازی بخش های مختلف واحد امونیاک می باشد. اقتصادی بودن فرایند کلی تولید امونیاک بوسیله کاتالیست سنتز امونیاک تعیین می شود.

اگر چه کاتالیست آهن که درحال حاضر در واحدهای امونیاک کشور استفاده می شوند طول عمر بالایی دارند (حدود10تا 15سال ) ولی درصد تبدیل آن پایین می باشد (حدود  12درصد) در اکثر واحدهای آمونیاک کشور با تغییر راکتور سنتز آمونیاک (تغییر شیوه جریان گاز از محوری به شعاعی یا تقاطعی) درصد تبدیل به 15درصد افزایش یافته است . راه دیگر جهت افزایش بازده بخش سنتز امونیاک استفاده از نسل جدید کاتالیست های غیر آهنی نظیر روتنیم و نیترید کبالت مولیبدن می باشد. اولین بارگروه هابر دریافتند که فلزات گروه پلاتین نظیر روتنیم می توانند برای سنتز امونیاک بکار روند .

آهن به عنوان بهترین و ارزان ترین فلز کاتالیست سنتز آمونیاک می تواند مورد استفاده قرار گیرد به شرط این که بتوان سطح فعال آن را با افزودن یک سری مواد بنام promotor افزایش داد و یا مقاومت آن را در برابر موسوم کاتالیستی که بعدا به آنها اشاره خواهد شدافزایش داد.

در فرایند سنتز آمونیاک پارامترهای زیادی مورد توجه قرار می گیرد که در این پروژه مورد بررسی قرارگرفته از جمله ی این پارامترها نسبت مخلوط اولیه، اثر فشار، اثر دما، کاتالیست ها، اثر دبی گاز، ترمودینامیک و سینتیک واکنش، تقویت کننده های کاتالیست، بسترهای کاتالیستی، راکتورها و....

می باشد و از طرفی هدف از ارائه این پروژه معرفی صنعت آمونیاک به عنوان یک محصول استراتژیک و آخرین پیشرفت های حاصله، بررسی بازار جهانی آن و همچنین تشریح روش های صنعتی تولید آمونیاک می باشد. باتوجه به اینکه در حال حاضر از سنتز آمونیاک به روش هابر- بوش استفاده می شود در این پروژه بیشتر به این روش پرداخته می شود .

فهرست مطالب

چکیده

مقدمه

فصل اول : آمونیاک

آمونیاک

تاریخچه آمونیاک

مشخصات فیزیکی و شیمیایی

ماهیت آمونیاک

هشدارهای حفاظتی

کاربرد آمونیاک

محصولات واحد های آمونیاک

محصولات اصلی

محصولات فرعی

محاسبه میزان بازدهی آمونیاک

بازار آمونیاک

پیش بینی قیمت آمونیاک

بالانس عرضه و تقاضای آمونیاک

میزان تولید و مصرف جهانی آمونیاک

انتقال و صادرات آمونیاک

فصل دوم: روش های تولید آمونیاک

تاریخچه تولید آمونیاک

نیازهای واحد تولید آمونیاک

روش های تولید آمونیاک

روش های تولید آمونیاک بر حسب خوراک ورودی

-تولید هیدروژن از الکترولیز آب      

-اکسید کردن جزئی هیدروکربن ها     

-ریفرمینگ آدیاباتیک      

-گاز سازی از زغال سنگ     

-ریفرمینگ متان

مقایسه مصرف انرژی در خوراک های واحد آمونیاک

روش های صنعتی تولید آمونیاک

- روش اول: تولید آمونیاک در فرآیند ICI AMV از خوراک هیدروکربنی

- روش دوم: تولید آمونیاک از گاز طبیعی، LNG،LPG یا نفتا

- روش سوم: تولید آمونیاک از گاز طبیعی تا نفتای سنگین به روش کم انرژی Topsoe

- روش چهارم : تولید آمونیاک از خوراک های هیدروکربنی به روشKAAP

- روش پنجم : تولید آمونیاک به روش KBR

- روش ششم: فرآیند تولید آمونیاک به روش لینده، LAC

روش های تولید آمونیاک از گاز طبیعی

- سولفور زدایی از گاز خوراک

- پرایمری و سکندری ریفرمر

- تبدیل Co به Co2 در راکتور های HTS و LTS با کاتالیست آهن

- بخش جداسازی  co2 از گاز پروسس

- تبدیل Co به Co2 در متانیتور

- سنتز گاز و تولید آمونیاک در کانورتور

- بخش آمونیاک و هیدروژن ریکاوری از گاز پرج بخش سنتز

- بخش تبرید و جداسازی محصول آمونیاک

- بخارسازی در پروسس تولید آمونیاک

- یوتیلیتی در واحد آمونیاک

فرایند نوین تولید آمونیاک

بررسی سنتز هابر – بوش

نسبت مخلوط اولیه

اثر فشار

تاثیر دما

لزوم استفاده از کاتالیزگر

تاثیر دبی گاز

دشواری های عملی سنتز آمونیاک

ترمودینامیک و سنتیک واکنش سنتز آمونیاک

سرد کردن مستقیم QUENCH

سرد کردن غیر مستقیم

ایجاد ارتباط بین سرعت و مزاحمت ها

معادله سرعت سنتز آمونیاک

مخازن ذخیره آمونیاک

ظرفیت تولید در واحد های آمونیاک

فصل سوم: کاتالیست های مورد استفاده برای تولید آمونیاک

کاتالیست ها

کاتالیزور و سرعت

مقاومت فیلم گاز

مقاومت در برابر نفوذ به داخل حفره های کاتالیزور

مقاومت پدیده های سطحی

مقاومت فیلم در برابر محصولات

مقاومت در برابر جریان حرارت

نتایج کیفی حاصل از تئوری نقاط فعال

اثر تغییر در فشار سیستم

اثر حرارتی حین واکنش

ترکیب مقاومت ها در مورد قطعات کاتالیزور با دمای ثابت

سطوح داخلی و خارجی

کاربرد در طراحی

فصل چهارم: روش بهتر با کاتالیست متناظرآن

کاتالیست سنتزآمونیاک

تقویت کنندهای کاتالیست (promotors)

مسمومیت و غیر فعال شدن کاتالیست

مسمومیت موقت

مسمومیت دائمی

شیمی و سنتیک واکنش سنتز آمونیاک

انواع کلی بسترهای کاتالیستی

FIXED BED

MIVING BED

FULLING BED

راکتورهای بستر پر شده چند واحدی آدیاباتیک

بستر های پر شده چند واحدی با خنک کن بین واحدها

بستر های پر شده چند واحدی با جریان بر گشتی

راکتور و مخلوط کننده چند واحدی

خنک کردن با تزریق سرما

انتخاب سیستم برای مجاورت فازها

مدل سازی و شبیه سازی را کتور جریان مخلوط کننده جهت سنتز آمونیاک

مدل هیدرو دینامیکی و حوزه جریان

مدل راکتور

نتایج شبیه سازی راکتور

شرح راکتور شعاعی-محوری سنتز آمونیاک

مدل ریاضی

تبدیل کننده آمونیاک

بررسی جریان مخالف شعاعی در راکتورهای سنتز آمونیاک

فصل پنجم: نتایج

نتایج

نتایج استفاده از این نوع راکتورها

مدرن شدن راکتورهای محوری بزرگ

توسعه سنتز آمونیاک حلقه ای تحت فشار پایین

دیگر کاربردها

نتیجه گیری

منابع

 تعداد صفحات 158

 این فایل شامل صفحه نخست، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که به صورت Word در اختیار شما عزیزان قرار خواهد گرفت.

پایان نامه تعیین میزان تبدیل و گزینش پذیری کاتالیست کبالت بر پایة گاما الومینا در فرآیند فیشر با فرمت word

فصل اول:

فرآیند GTL و فرآیند فیشر- تروپش، مکانیزم و کاتالستیهای FTS

مقدمه

با توجه به منابع عظیم گاز طبیعی در جهان و افزایش بی رویه قیمت نفت خام و سوختهای مایع و گران بودن هزینة انتقال سوختهای مایع و گاز به بازارهای مصرف که گاهاً مسافتهای طولانی را شامل می شود، تبدیل گاز طبیعی به گاز سنتز و تیدیل گاز سنتز به هیدروکربنهای خطی به وسیلة سنتز فیشر- تروپش، یک فرآیند امید بخش و از نظر اقتصادی موجه می باشد، که علاوه بر تولید سوختها، مختلف، مواد شیمیایی خاصی را نیز تولید می کند که در صنعت نیازمند این مواد هستیم.

فرآیند فیشر- تروپش(FTS)

تولید هیدروکربنهای مایع از گاز سنتز یک فرآیند امید بخش و اقتصادی برای تولید مواد شیمیایی و سوختها از توده های زیستی[1]، زغالسنگ و گاز طبیعی به شمار می رود. با توجه به منابع وسیع زغالسنگ و گاز طبیعی و کاهش منابع نفت خام و موثر و مفید بودن سوختهای مایع، نقش و اهمیت سنتز فیشر- تروپش افزایش یافته است. این سنتز یک نقش کلیدی در فرآیندهای گاز به مایع (GTL) ایفاء می کند، که GTL فرآیند روبه رشدی می باشد. سنتز فیشر- تروپش می تواند با خوراک گاز سنتز حاصل از گازی کردن زغالسنگ، گاز طبیعی و توده زیستی انجام پذیرد. در فرآیند GTL چهار مرحله مد نظر می باشد:1) تولید گاز سنتز

2)خالص سازی گاز سنتز     3)سنتز فیشر- تروپش  4)جداسازی محصولات ]شکل 6.30[ . زغالسنگ با اکسیژن و بخار، گازی می شود و گاز سنتز تولیدی، برای خالص سازی از نیتروژن و سولفور عاری می شود، زیرا این دو عنصر می توانند باعث غیر فعال شدن کاتالیستهای FTS بشوند. گاز سنتز خالص شده به راکتور بستر ثابت، یا بستر سیال و یا راکتور دو غابی منتقل می شود. این راکتور شامل کاتالیستهای آهنی و یا کاتالیستهای کبالت می باشد. (هر چقدر گاز سنتز خالص تر باشد و یا نسبت  باشد از کاتالیستهای کبالت استفاده می شود.) سپس گاز سنتز به هیدروکربنهایی نظیر متان و هیدروکربنهای سبک و واکس و محصولات مایع تبدیل می شود.

آزمایشات انجام گرفته بر روی محصولات فیشر- تروپش نشان داده که محصولات شامل مخلوطی چند جزئی از هیدروکربنهای خطی و شاخه دار و محصولات اکسیژن دار هیدروکربنی می باشند. محصول اصلی پارافین های خطی و  اولفینها می باشند (1-3)گسترش فرآیند سنتز فیشر- تروپش به پنج مرحلة زمانی تقسیم می شود.1)کشف کاتالیستهای آهن و کبالت (1928-1902)

2)گسترش صنعتی کاتالیستهای کبالت فیشر 01945-1928)

3)عصر آهن وساسول (1974-1946)

4)گسترش دربارة سنتز فیشر- تروپش و کبالت (1990-1975)

5)شروع و گسترش صنعت GTL ( حال حاضر -1990)

دورة اول: سنتز فیشر- تروپش در اوایل سال 1900 با کشف sabatier و senderens پدید آمد که این دو فهمیدند با هیدروژن دار کردن co با کاتالیستهای آهن، کبالت و نیکل می توانند متان تولید کنند. در سال 1913، BASF ادعا کرد که می تواند هیدروکربنهای مایع را با کاتالیست کبالت تولید کند، هر چند در شرایط غیر واقعی. ده سال بعد،در سال 1923،Fischer و Tropsch گزارش دادند که هیدروکربنهای اکسیژن دار شده ( مانند الکها، کتونها و اسیدهای چرب ) ر ا با کاتالیست آهن قلیایی شده در  و در فشار 10-15atm تولید کرده اند در سال 1925،Fischet وTropsh گزارش دادند که هیدروکربنهای مایع و پارافینهای جامد را با کاتالیستهای آهن و کبالت در شرایط  و فشار یک اتمسفر تولید کرده اند. بنابراین سال 1925 سرآغاز سنتز فیشر- تروپش است. تحقیق Fischer وTropch در سال 1926 شامل اطلاعات زیادی در مورد سنتز FT بوده، از جمله:

1)     کبالت، آهن و نیکل؛ تاثیر موثری بر روی سنتز هیدروکربنها دارند.

2)     کبالت برای تولید هیدروکربنهای  خیلی موثر بوده و نیکل برای تولید متان

3)     پایه هایی نظیر  با پروموتور zno، میزان تبدیل co را بهبود می بخشند.

4)     اضافه کردن مقادیر کم مواد قلیایی، گزینش پذیری هیدروکربنهای مایع را بهبود می بخشد.

5)     Cu، احیای آهن را در دمای پائینتر بهبود می بخشد.

6)     گاز سنتز باید عاری از گوگرد باشد.

دوره دوم: بسیاری از کاتالیستها، راکتور و گسترش فرآیند FT در آلمان در خلال سالهای دهة 1930-1940 بل استفاده از منابع عظیم زغالسنگ صورت گرفت. در سالهای 1934-1928، Fischer و koch لات الیست رسوبی  را ساختند که برای 12 سال، استاندارد صنعتی بود و در 40 سال بعد بهبود یافت. آنها همچنین دمای  را بعنوان دمای بهینة احیاء در نظر گرفتند در مدت 20-5 ساعت، شرایطی که تقریباً هنوز هم بکار می رود. Fischerو Pichlen دریافتند که تولید محصولات در فشار 5-20bor، پایداری کاتالیست را بهبود می بخشد. محصولات فشارهای متوسط اکثراً آلگانها و آدکنها و محصولات با نقاظ جوش متفاوت مانند متان، گازولین، دیزل و واکسها می باشد. دورة سوم: بعد از جنگ دوم، بدلیل کمبود نفت در آمریکا، انگلستان و آلمان، نگرش به سنتز FT گسترش یافت. بسیاری از تحقیقات بر روی کاتالیستهای ارزان آهن در‌آلمان صورت گرفت.

دورة چهارم: اندازه گیری فعالیت ویژه هیدروژن دار کردن CO با کاتالیستهای کبالت، آهن و روتنیوم توسط جذب شیمیایی ، در این دوران صورت پذیرفت. مطالعات و تحقیقات در شرکتهای shellوstatoil نشان داد که کاتالیست  دارای فعالیت و سطح ویژه عالی است.

دورة پنجم: تولید صنعت GTL امروزی از سال 1993 شروع شد. شرکت shell با کاتالیست کبالت و یک راکتور بستر ثابت و شرکت sasol با کاتالیست آهن و راکتور بستر سیال در این زمینه فعالیت دارند.

(1-4)تولید گاز سنتز:

با توجه به بالا بودن درصد بالای اختصاص سرمایه کل فرآیند FT که به خالص سازی و سرد کردن گاز سنتز مربوط است، کاهش هزینة تولید گاز سنتز سودمندترین روش است. گاز سنتز می تواند با روش رفورینگ بخار و یا اکسیداسیون کاتالیستی جزئی سوختهایی نظیر زغال سنگ، گاز طبیعی، باقیمانده های پالایش [2] و توده زیستی تولید شود. واکنشهای اصلی تولید گاز سنتز عبارتند از:

[1] -biomass

[2] - cesdue

بررسی فرآیند هیدروژناسیون دی الفین ها با استفاده از کاتالیستPd/AL2O3

در پالایشگاه و پتروشیمی جریان های هیدروکربنی بدست آمده در یک مقیاس بزرگ ذخیره و پالایش می شوند. در این جریان های هیدروکربنی، ترکیبات غیراشباع موجود هستند که حضورشان منجر به مشکلات به خصوص در ذخیره سازی و پالایش می گردد و یا محصول مورد نظر را بی ارزش می سازند

لذا به طور کلی، معمولا لازم است تا ترکیبات غیراشباع( ترکیبات با پیوندهای دوگانه یا الفین ها و پیوندهای سه گانه یا آلکین ها) از جریان های هیدروکربنی به منظور به دست آوردن محصولات مورد نظر مانند اتیلن ، پروپیلن ،3،1-بوتادین و غیره حذف شوند.

ترکیبات غیر اشباع ناخواسته موجود در جریان های هیدروکربنی غالبا توسط هیدروژناسیون انتخابی از تمامی یا بعضی از ترکیبات نامطلوب در جریان های هیدروکربنی حذف می شوند.

فرآیندهای هیدروژناسیون در حضور کاتالیزور انجام می شوند. کاتالیزورها باید از انجام هر گونه واکنش جانبی ناخواسته جلوگیری کنند.

فهرست مطالب

چکیده 

مقدمه 

فصل اول:کاربردها و خصوصیات دی الفین ها 

دی الفین ها 

 تقسیم‌ بندی دی ‌الفین ها 

خصوصیات دی الفین ها 

 خصو صیات دی الفین های مزدوج 

پایداری نسبی دی الفین ها 

کاربردهاى 3،1- بوتادین 

 ساختمان 3،1- بوتادین (دی الفین مزدوج ) 

 نمونه های دیگر از دی الفین ها 

 لینولئیک اسید 

 دی سیکلو پنتادین 

 تهیه دی الفین های مزدوج 

 واکنش دی الفین های مزدوج 

 مکانیسم افزایش برم 

 دیلز آلدر 

مکانیسم اوربیتالی واکنش دیلزآلدر

 شناسایی دی‌ الفین ‌ها 

کاربردهای دی الفین ها 

 پلیمریزاسیون رادیکالی دی‌ الفین‌ ها 

فصل دوم: هیدروژناسیون دی الفین ها 

 تاریخچه هیدروژناسیون

 هیدروژناسیون

 واکنش هیدروژناسیون

 نتیجه واکنش هیدروژناسیون

 نرخ واکنش هیدروژناسیون

 عوامل مؤثر بر هیدروژناسیون

 تجهیزات مورد استفاده برای هیدروژناسیون 

 گرمای هیدروژناسیون 

کاربرهای هیدروژ ناسیون 

 کاربردهای صنعتی 

 در صنایع غذایی 

در فرآوری زغال سنگ 

هیدروژن دار کردن آلکن ها 

 ترمودینامیک و مکانیزم واکنش هیدروژن دار کردن

 تقسیم بندی هیدروژناسیون

 هیدروژناسیون ناهمگن 

 هیدروژناسیون همگن 

فصل سوم: کاتالیست های هیدروژناسیون

 کاتالیزور

 نقش کاتالیزورها 

 کاتالیزور و انرژی فعالسازی 

 کاربرد صنعتی کاتالیزورها

مسمومیت کاتالیزورها

کاتالیست های هیدروژن دار کردن 

کاتالیزورهای همگن 

هیدروژناسیون دی الفین ها با کاتالیزور ویلکینسون

 کاتالیزورهای ناهمگن

کاتالیست اسفنجی نیکل موسوم به رینی نیکل

 کاربردهای کاتالیست رینی نیکل

 کاتالیزور Pd/Al2O3

 آزمایشات

 آماده سازی کاتالیزورها

 توصیف کاتالیزورها 

 کاتالیزور آلیاژی غیر متبلور  Pd-B/ɤ-Al2O3

 آزمایش

 ترکیب کاتالیزور

 کاتالیزور یک تکه Pd/Al2O3  cordierite 

 آزمایشات

 آماده سازی کاتالیزورها 

خصوصیات کاتالیزور ها

 ارزیابی کاتالیزورها

 نتایج

تاثیر ضخامتAL2O3 washcoat 

 مقایسه با کاتالیزور های گلوله ای تجاری

 روش و آزمایشات

مجموعه ضروری متغیرهای آماده سازی

روش آماده سازی کاتالیزور

 آزمایش کاتالیزور

تحلیل داده ها

 ارزیابی اطلاعات از آزمایش کاتالیزورها 

 تخمین اهمیت نسبی متغیر های آماده سازی

 مدل درخت برگشتی و استخراج قوانین جامع

نتایج

 تاثیر تکی متغیرهای آماده سازی

 اهمیت نسبی متغیرهای آماده سازی

 آنالیز واریانس متغیرهای آماده سازی

 مدل درخت های بازگشتی و استخراج قواعد

 تصدیق بهترین مدل درخت بازگشتی

بحث

 تاثیر متغیرهای آماده سازی

مدل هایی برای تاثیر متغیرهای آماده سازی بر روی فعالیت کاتالیزوری

روش شناسایی تولید دانش و کاربرد آن

فصل چهارم

نتیجه گیری

منابع

تعداد صفحات130

 این فایل کامل بوده و شامل صفحه نخست، تقدیر و تشکر ، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که هم به صورت pdf و هم به صورت Word در اختیار شما عزیزان قرار خواهد گرفت. 

در صورت بروز هرگونه مشکل با ما در ارتباط باشید.