دراین تحقیق بیوفیلتراسیون جریان هوای آلوده حاوی مخلوطی از گازهای آلاینده بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و اورتو زایلن (btex) در یک بیوفیلتر با مقیاس آزمایشگاهی توسط مخلوطی از کمپوست و تراشه-های چوب به عنوان بستر مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. در بستر استفاده شده نسبت وزنی 80:20 و ابعاد (mm 10-4) پر شده بود. آزمایشات در سه سامانه یک، دو و سه بستره با بررسی اثر دما، غلظت و زمان ماند انجام شد. حجم موثر بستر پر شده در سه سامانه مورد بررسی به ترتیب برابر با 785، 1960 و2600 سانتی متر مکعب بود. برای بیوفیلتراسیون ترکیبات btex، با عبور جریان هوا از داخل 4 منبع ذخیره شامل بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و اورتو زایلن، این ترکیبات وارد فاز گازی شده و بلافاصله پس از مخلوط شدن وارد بیوفیلتر شدند. دامنه شدت بارگذاری برای سامانه دو بستره بین g/m3h 9-22/5 و همچنین غلظت ورودی هر کدام از ترکیبات بین ppm 50-20 متغیر بود. دامنه شدت بارگذاری برای سامانه سه بستره بین g/m3h 85/87-12/5 و غلظت ورودی هر کدام از ترکیبات بین ppm 500-25 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می-دهد که میانگین راندمان حذف در زمان ماند 1 دقیقه برای مخلوط btex در سامانه دو بستره با دمای 35 درجه سانتیگراد بالای 90 درصد و همچنین ظرفیت حذف بالای g/m3h 5/18 به دست آمد. میانگین ظرفیت حذف برای سامانه سه بستره نیز برابر با g/m3h 37/64 بود که در شدت بارگذاری g/m3h 40/28 تحت شرایط دمایی 25 درجه سانتیگراد و زمان ماند 2/5 دقیقه به دست آمد. با افزایش در شدت بارگذاری ورودی، ترکیبات btex ظرفیت حذف افزایش یافت اما در مقابل درصد حذف با کاهش مواجه شد. همچنین در این تحقیق میزان دی اکسید کربن تولید شده (g/m3h) در سامانه سه بستره در شرایط پایدار (ماکزیمم درصد حذف در هر فاز) بررسی گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که بیوفیلتر برای حذف ترکیبات آلاینده با غلظت پایین در حجم زیادی از هوا کارایی بالایی داشته و از لحاظ اقتصادی کاملاً به صرفه می باشد.

با توجه به متداول بودن استفاده از سوخت فسیلی جهت مصارف فرایندی و حرارتی در کشور، سالانه مقادیر متنابهی دی-اکسیدکربن در صنایع مختلف به ویژه صنایع نفت و گاز تولید می شوند. از طرف دیگر، از جمله فرایند های مهم صنعت گاز، فرایند جذب دی اکسید کربن از مخلوط گاز های اسیدی تحت عنوان شیرین سازی گاز طبیعی می باشد. بنابراین بهبود فناوری های جداسازی co2 از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش جداسازی غشایی یک موضوع مورد علاقه در سال های اخیر بوده است که سرعت و میزان انتقال جرم در آن نسبت به روش عمومی جذب شیمیایی بالاتر بوده و انتخاب پذیری جذب بهتری را فراهم می آورد. اساس این روش برپایه حضور فاز دوم پراکنده در امولسیون می باشد. در تحقیق حاضر جذب co2 توسط امولسیون های مختلف در راکتور نوبتی مورد بررسی قرار گرفت. برای تحقیق ابتدا جذب co2 در حلال نفتی، آب مقطر و محلول آمینی مورد مطالعه قرار گرفته است. تأثیر متغیر های گوناگون شامل دما، فشار، غلظت واکنش گر، سرعت همزن و درصد حجمی فاز پخش شده در میزان ظرفیت جذب و سرعت جذب نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصل، با افزایش فشار و غلظت واکنش دهنده و کاهش درصد حجمی فاز پخش شده و دما ظرفیت جذب در امولسیون ها افزایش می یابد. همچنین با افزایش فشار، سرعت همزن، غلظت واکنش گر و درصد حجمی فازپخش شده، سرعت جذب افزایش می یابد.

در این پژوهش بیوفیلتراسیون جریان هوای آلوده حاوی مخلوط ترکیبات بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و اورتوزایلن (btex) در بستر باگاس نیشکر مورد بررسی قرار گرفت. کشت قارچ آسپرژیلوس نایجر و تلقیح آن در بیوفیلتر و توانایی آن در تخریب زیستی ترکیبات btex مطالعه گردید. سه آزمایش جهت مطالعه ی بیوفیلتراسیون این ترکیبات انجام شد. اندازه ی ذرات باگاس در هر سه آزمایش 2 تا 5 سانتیمتر انتخاب شد. اندازه ی ذرات کمپوست مورد استفاده 4 تا 10 میلیمتر و اندازه ی ذرات کربن فعال در آزمایشهای دوم و سوم 0/1-5/0 میلیمتر بود. حجم موثر ستونهای بیوفیلتر مورد استفاده 1960 میلی لیتر و ارتفاع موثر سامانه 100 سانتیمتر بود. در آزمایش نخست مخلوطی از باگاس و کمپوست به نسبت 1:1 وزنی بدون تلقیح گونه ی میکروبی در بیوفیلتر ارزیابی شد که عملیات بیوفیلتراسیون در این آزمایش به مدت 60 روز ادامه یافت، میانگین بازده حذف بالای 80 درصد و میانگین و بیشینه ی ظرفیت حذف 20 و 55/43 گرم بر متر مکعب بر ساعت بدست آمد. در آزمایش دوم سامانه ی بیوفیلتر با بستر باگاس و کربن فعال با نسبت 65 به 35 درصد وزنی و کشت قارچ آ. برازیلینسیس 5298 مورد استفاده قرار گرفت. این آزمایش به مدت 70 روز دنبال شد و میانگین بازده حذف حدود 90 درصد در تمام شرایط عملیاتی حاصل گردید. میانگین ظرفیت حذف این سامانه 55 گرم بر متر مکعب بر ساعت و بیشینه ی ظرفیت حذفی معادل 71 گرم بر متر مکعب بر ساعت بدست آمد. در آخرین آزمایش مخلوطی از باگاس و کربن فعال با نسبت 65 به 35 درصد وزنی و کشت خالصی از سویه ی بومی آسپرژیلوس نایجر 5223 در بیوفیلتراسیون ترکیبات btex مورد بررسی قرار گرفت. میانگین بازده حذف این بیوفیلتر حدود 90 درصد و میانگین ظرفیت حذف 55/56 گرم بر متر مکعب بر ساعت بود. بیشینه ی ظرفیت حذف در این آزمایش معادل 95/188 گرم بر متر مکعب بر ساعت بدست آمد. در هر سه سامانه ی بررسی شده، مجموع غلظت های ورودی آلاینده ها از حدود ppm 100 تا ppm 600 متغیر بود. تغییرات افت فشار در طول عملیات بیوفیلتراسیون و میزان کربن دی اکسید تولید شده در فازهای متفاوت عملیاتی نیز در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفت.

هدف از انجام این پایان نامه، اندازه گیری حلالیت گاز دی اکسیدکربن در مایعات یونی است. میزان حلالیت دی اکسیدکربن در مایعات یونی 1-اکتیل 3-متیل ایمیدازولیوم نیترات [omim][no3]، 1-هگزیل 3-متیل ایمیدازولیوم تیوسیانات [hmim][scn] و 1-اکتیل 3-متیل ایمیدازولیوم تیوسیانات [omim][scn] در دماهای 15/298، 15/313 و 15/333 کلوین و در فشارهای تا 45 بار بررسی شده است. این نتایج برای اولین بار گزارش شده اند. علاوه بر این میزان حلالیت مایعات یونی 1- بوتیل 3- متیل ایمیدازولیوم تترافلوئوروبرات [bmim][bf4] و1- بوتیل 3- متیل ایمیدازولیوم نیترات [bmim][no3] آزمایش و نتایج با پژوهش های قبلی مقایسه شده است. جهت اندازه گیری حلالیت دستگاهی با محفظه حجم ثابت طراحی و استفاده شده است، به این ترتیب که در دمای ثابت، به فاز گاز و مایع زمان کافی برای رسیدن به تعادل داده می شود. میزان حلالیت با فرض عدم وجود مایع یونی در فاز گاز (به دلیل فشار بخار ناچیز مایعات یونی) و نیز ثابت بودن چگالی حجم فاز مایع با حل شدن دی اکسیدکربن، اندازه گیری شده است. میزان انحلال همان گونه که انتظار می رود با افزایش دما کاهش می یابد از این رو بیشترین میزان حلالیت دی اکسیدکربن در هر مایع یونی در دمای 15/298 کلوین می باشد. نتایج به دست آمده نشان می دهند نوع آنیون در مایع یونی بیشترین تاثیر بر میزان حلالیت را دارد و پس از آن با افزایش طول زنجیره آلکیلی در کاتیون های بر پایه ایمیدازولیوم، میزان حلالیت افزایش می یابد.

با توجه به میزان گسترده استفاده از سوخت های فسیلی ، سالانه مقادیر زیادی دی اکسیدکربن در صنایع مختلف تولید می شوند. در میان فرآیند های مهم برای حذف دی اکسید کربن و گازهای اسیدی، جذب گاز توسط محلول های قلیایی مناسب رایج ترین روش برای شیرین سازی گاز است. عملکرد جذب را می توان با استفاده از برخی از جاذب های جامد در فاز مایع افزایش داد. این می تواند سرعت و ظرفیت گاز جذب شده در فاز مایع را بهبود ببخشد. این رفتار گاهی اوقات "مکانیسم شاتل" نامیده می شود. در تحقیق حاضر جذب co2 توسط مخلوط محلول های آمینی مختلف در حضور کربن فعال که یک جاذب فیزیکی جامد می باشد در راکتور نوبتی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین جذب co2 در آب مقطر و محلول های آمینی مورد مطالعه قرارگرفته است. تأثیر متغیرهای گوناگون شامل دما، فشار، غلظت واکنش گر، غلظت کربن فعال در میزان ظرفیت جذب و سرعت جذب نیز مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان داد با اضافه کردن کربن فعال به محلول آمینی ظرفیت و سرعت جذب افزایش پیدا می کند. همچنین، با افزایش فشار و غلظت واکنش دهنده و کاهش دما ظرفیت جذب در محلول ها افزایش می یابد. همچنین با افزایش فشار، غلظت واکنش گر و غلظت کربن فعال سرعت جذب افزایش می یابد.

در بین اکسیدهای فلزی، فازهای آلومینا و به طور خاص گاما آلومینا، دارای مساحت سطح ویژه بالا و پایداری حرارتی مناسب، به طور گسترده به عنوان کاتالیست و پایه کاتالیست در کاتالیست‏های ناهمگن مورد استفاده قرار می‏گیرد. خشک کن پاششی یکی از روش‏های بسیار موثر برای تولید پودرهایی با توزیع اندازه ذرات باریک و کروی شکل است. به دلیل خصوصیات سیالیت بسیار خوب پودرهای تولید شده و مقاومت برشی پایین گرانول‏های شکل گرفته با خشک کن پاششی، این روش پتانسیل بسیار خوبی برای تولید پایه کاتالیست‏های صنعتی را دارد. در این پژوهش، برای تهیه‏ی گاما آلومینای میکرو کروی مزو حفره با ساختار نانو، ابتدا پارامترهای اولیه شامل مواد اولیه مناسب و افزودنی‏های موثر با انجام یک سری آزمایش‏ها تعیین شدند. سپس پارامترهای خشک کن پاششی تعیین شد. طراحی آزمایش‏ها با انتخاب پارامترهای موثر شامل درصد وزنی جامد در دوغاب، درصد وزنی افزودنی pva در دوغاب، دمای هوای گرم ورودی به خشک کن صورت گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده، در مرحله‏ی بعد اثر هر یک از پارامترهای مذکور بر میزان مساحت سطح ویژه و سایرخصوصیات ساختاری بررسی گردید. در نهایت گاما آلومینای میکرو کروی نانو ساختار، با مساحت سطح ویژه‏ی بالا و سیالیت مناسب با استفاده از خشک کن پاششی تهیه گردید. جهت بررسی خصوصیات محصول تهیه شده، آنالیزهای تعیین مشخصات شامل tga، ftir، xrd، sem، edx، bet، اندازه ذرات، پتانسیل زتا و توزیع اندازه ذرات دوغاب انجام شد. از بین نمونه‏های تهیه شده، بالاترین مساحت سطح با مقدار m2/g 81/214 برای نمونه‏ی با %50 وزنی جامد ، %1 وزنی pva و دمای هوای گرم ورودی خشک کن °c200 بدست آمد. در مورد اندازه ذرات نمونه‏های تولیدی می‏توان گفت که x50 نمونه‏ها در حدود ?m 60 است که با افزایش درصد وزنی جامد و pva در دوغاب می‏توان آن را افزایش داد.

نظر به عنوان پروژه که بررسی ترمودینامیکی سیالات فوق بحرانی به کمک معادله حالت است به خاطرکاربرد سیالات با شرایط فوق بحرانی به عنوان حلال در صنایع جداسازی، برآن شدیم دراین زمینه مطالعات و تحقیقاتی را انجام دهیم . از این جهت عملیات استخراج فوق بحرانی را در شرایط تعادل گاز - مایع و گاز - جامد بطور مجزا مورد بررسی قرار دادیم. مجموعه این کار تحقیقی در چهار قسمت خلاصه می گردد. در قسمت اول مروری برشناخت عملیات فوق بحرانی و مقایسه آن با عملیات استخراج معمولی داریم. در قسمت دوم بحثی جامع در مورد تعادل بین گاز - مایع انجام شده و مناسبترین مدل برای این گونه تعادل در شرایط فوق بحرانی ارائه شده که برای تحلیل حالت تعادلی هر دو فاز از معادله حالت استفاده شده است . درقسمت سوم به یکی از موارد مهم استفاده استخراج گاز - مایع که همانا استخراج و پالایش نفت خام توسط حلال گازی است می پردازیم و جهت پیش بینی خواص ترمودینامیکی در حال تعادل دو فاز، مدل مناسبی ارائه گردیده است . این مدل برای اولین بار جهت استفاده در عملیات استخراج نفت خام توسط حلال گازی ارائه می شود. در قسمت چهارم نیز بررسی برروی تعادل بین گاز-جامد صورت گرفته است . دراین قسمت با ارائه مدل ساده ریاضی برای محاسبه فوگاسیته و پرهیز از رابطه تجربی در بررسی فاز جامد و استفاده از معادله حالت برای فاز گاز تحت فشار، تحلیل حالت تعادلی دوفاز مورد نظر حاصل شد.