| بررسی غیر فعال شدن کاتالیستهای فلزات واسطه بر پایه زئولیت ZSM-5 در فرایند اکسایش کاتالیستی برخی از ترکیبات آلی فرار اکسیژن دار | |
| تعداد صفحات | ۲۲ |
| نوع فایل | word |
| حجم فایل | ۷۳۱ kb |
بررسی غیر فعال شدن کاتالیستهای فلزات واسطه بر پایه زئولیت ZSM-5 در فرایند اکسایش کاتالیستی برخی از ترکیبات آلی فرار اکسیژن دار
در این قسمت پروژه با موضوع بررسی غیر فعال شدن کاتالیستهای فلزات واسطه بر پایه زئولیت ZSM-5 در فرایند اکسایش کاتالیستی برخی از ترکیبات آلی فرار اکسیژن دار به صورت فایل word برای دانلود ارائه شده است.
قسمتی از متن پروژه در زیر نشان داده شده است.
۱-تركيبات آلي فرار و اثرات زيانبار آنها
تركيبات آلي فرار تركيباتي هستند كه شامل كربن آلي (كربن متصل به كربن ، هيدروژن ، نيتروژن يا سولفور) مي باشند و با سرعت بالا تبخير مي شوند. اين تركيبات نه تنها باعث تخريب شديد لايه ازن مي شوند بلكه باعث آلودگي آب هاي زير زميني و آلودگي خاك مي گردند. تحقیقات نشان می دهند چندين نوع از اين تركيبات به علت ايجاد جهش هاي ژني و ساير اثرات حاد و مزمن جسمي براي سلامتي بشر بسيار مضر مي باشند. اين تركيبات يكي از دلايل اصلي آلودگي هوا ذكر شده اند كه يا به طور مستقيم از طريق سميت و طبيعت بدبو يا به طور غير مستقيم از طريق تشكيل مه دود يا تخريب ازن با عث آلودگي هوا مي گردند. اين تركيبات همچنين باعث بارش باران هاي اسيدي وگرم شدن كلي كره زمين مي گردند.
بعضي از كشورها تلاش كرده اند كه سميت آلاينده هاي محيطي متعدد شامل ترکیبات آلی فرار (VOCs) را ارزيابي كنند تا به طور مستدل مقرراتي را براي نشر اين تركيبات به وسيله منابع آلاينده متعدد وضع كنند. بين ترکیبات آلی فرار ، بنزن يكي از مهم ترين آلاينده هاي شيميايي مي باشد كه فراريت پايين ، قابليت انحلال محدود در آب و پايداري ساختاري بالا دارد. بنزن معمولا در گازهاي خروجي از تانكهاي ذخيره پتروشيمي، كوره هاي كك و دستگاه هاي چاپ پيدا مي شود . علاوه بر اين بنزن در تعدادي از فرآيندهاي شيميايي به عنوان حلال استفاده مي شود]۱[ . تركيبات آلي فرار در اكثر حلال هاي مورد استفاده در صنايع شيميايي و پتروشيميايي ، حلال هاي رقيق كننده ، چربي زدا و پاك كننده، روان كننده و سوخت هاي مايع كاربرد دارند]۲[. اين تركيبات خانواده هاي مختلف تركيبات آلي را شامل مي شوند كه تعدادي از اين تركيبات در جدول زير فهرست گرديده اند. در جدول ۱ اسامي تعدادي ديگر از تركيبات آلي فرار آورده شده است]۳[.
۲- استفاده از اكسيداسيون كاتاليتيكي براي كنترل تركيبات آلي فرار
براي كنترل اين تركيبات راه هاي متعددي وجود دارد: از قبيل تخريب به روش بيو دگراداسيون ، اكسيداسيون كاتاليتيكي، اكسيداسيون حرارتي و حذف با استفاده از غشاهاي پليمري ، بيوفيلتراسيون و… . امروزه اکسايش حرارتي و کاتاليستي متداولترين روش براي حذف ترکيبات آلي فرار از فاز گازي محسوب مي شوند. با وجود اين اکسايش حرارتي ترکيبات آلي فرار داراي چندين عيب مي باشد. اول اينکه دماي عملياتي اکسايش حرارتي نسبت به اکسايش کاتاليتیکي بالاتر مي باشد[۴]. دوما در اکسایش باید شعله در طول عبور ترکيب آلي فرار از روي آن روشن باشد که لازم است که سوخت آن بطور مرتب تهيه شود[۵]. محصولات جانبي توليد شده در اکسايش حرارتي بيشتر از اکسايش کاتاليستي مي باشد. مهمترين مزيت روش اکسايش کاتالیتیکي نسبت به ساير روش ها اين است که اين روش در دماهاي نسبتا پايين صورت مي گيرد. محاسن اکسايش کاتالیتیکي نسبت به اکسايش حرارتي اين است که در اکسايش کاتالیتیکي، مصرف انرژي و هزينه ها پايين مي باشد و محصولات جانبي توليدي در اين روش نسبت به اکسايش حرارتي کم مي باشد و نيز راندمان تبديل در اين روش نسبتا بالا مي باشد[۴].
ملاحظه شده است كه احتراق كاتاليتيكي يكي از موثرترين روش ها براي تخريب كامل تركيبات آلي فرار مي باشد. اضافه كردن يك كاتاليست به فرايند اكسيداسيون با عث جذب اكسيژن و واكنشگر ( آلاينده) به سطح كاتاليست (محل واكنش)گرديده و با پايين آوردن دماي واكنش سرعت اكسيداسيون را بالا مي برد. VOCs با استفاده ازيك كاتاليست اساسا در دماهاي بين ۵۴۰-۳۲۰ درجه سانتيگراد تخريب مي شوند.
در هر حال احتراق كاتاليتيكي به انرژي نسبتا بالا نياز دارد اما نسبت به ساير روشها به تجهيزات كمتري نياز داشته و اثرات زيانباري ندارد زيرا محصولات حاصل از اكسيداسيون اساسا دي اكسيد كربن وبخار آب مي باشند.سيستمهاي كاتاليستي مورد استفاده براي اكسيداسيون تركيبات الي فرار اساسا از اكسيدهاي فلزي از قبيل نيكل – اكسيد ، مس-كسيد ، منگنز- اكسيد يا كروم – اكسيد تشكيل شده است . همچنين ممكن است از فلزات نجيب از قبيل پلاتينيم و پالاديم استفاده شود]۱ .[اين كاتاليستها به روشهاي مختلف بر روي پايه هاي نگهدارنده مناسب مانند زئوليتها ، آلومينا و دي اكسيد تيتانيم و… بارگذاري مي شوند وبعد مورد استفاده قرار مي گيرند. شكل ۱ شمايي از اكسيداسيون كاتاليتيكي را نشان مي دهد.
۳- زئوليت ZSM-5 و نقش آن در اكسيداسيون كاتاليتيكي
از اين زئوليت بيشتر به عنوان پايه براي نگهداري كاتاليست استفاده مي شود ZSM-5 زئوليتي با درصد بالاي سيليكا نسبت به آلومينا مي باشد. در اين زئوليت استخلاف يك يون آلومينيم(۳+) با يك يون سيلسيم(۴+) به حضور يك پروتون اضافي نياز دارد.كه اين پروتون اضافي اسيديته بالايي به زئوليت مي دهد و همين امر باعث فعاليت كاتاليتيكي آن مي شود. ZSM-5 يك ماده شديدا متخلخل و سرتا سر ساختار آن تقاطعي از ساختارهاي دو بعدي حفره اي مي باشد . اين حفره ها دو نوع هستند كه هر دو از حلقه هاي چند عضوي اكسيژن تشكيل شده اند .نوع اول اين حفره ها مستقيم بوده و در مقطع عرضي بيضوي هستند.حفره هاي نوع دوم ، حفره هاي نوع اول را با زاويه قائمه به طور زيگزاگ قطع كرده و در مقطع عرضي مدور مي باشند. شكل۲ شمايي از ساختار حفره هاي ZSM-5 را نشان مي دهد. اين ساختار حفره اي دوبعدي بي نظير اجازه حركت يك مولكول از يك نقطه كاتاليست به هر جاي دیگر را مي دهد. حفره هاي بزرگ نشان داده شده در شكل همان حفره هاي مستقيم بيضوي هستند. در فرايند اكسايش هيدرو كربنها حفره هاي ايجاد شده به وسيله حلقه هاي ده عضوي اكسيژن مناسب براي جذب اين هيدروكربنها وتوليد محصولات حاصل از اكسايش مي باشند.يك حفره هشت عضوي اكسيژن مولكولهايي را كه بالاتر از شش كربن دارند جذب نخواهد كرد. اين اندازه از مولكولها نمي تواند از سوراخها ي كوچك زئوليت عبور كنند.حفره هايي كه از دوازده اكسيژن تشكيل شده اند تركيبات يازده كربنه ودوازده كربنه را مي توانند از خود عبور دهند]۶ [.
فهرست مطالب
۱-تركيبات آلي فرار و اثرات زيانبار آنها
۲- استفاده از اكسيداسيون كاتاليتيكي براي كنترل تركيبات آلي فرار
۳- زئوليت ZSM-5 و نقش آن در اكسيداسيون كاتاليتيكي
۴- غير فعال شدن كاتاليستهاي مورد استفاده در اكسيداسيون كاتاليتيكي
۴-۱- غير فعال شدن كاتاليست به وسيله مسموم شدن
۴-۲- غير فعال شدن كاتاليست به وسيله تشكيل كك
۴-۳- غير فعال شدن كاتاليست به وسيله تخريب حرارتي
۴-۴- غير فعال شدن كاتاليست به وسيله صدمات مکانیکی
۵- تاثیر افزایش فلزات واسطه در غیر فعال شدن کاتالیتیکی
۶- نقش پایه در غیر فعال شدن کاتالیتیکی
۶-۱- مزیت استفاده از ZSM-5 به عنوان بستر کاتالیستی در فرایند اکسایش کاتالیستی ترکیبات آلی فرار
۷- بازیافت کاتالیست غیر فعال شده
منابع
| بررسی غیر فعال شدن کاتالیستهای فلزات واسطه بر پایه زئولیت ZSM-5 در فرایند اکسایش کاتالیستی برخی از ترکیبات آلی فرار اکسیژن دار | |
| تعداد صفحات | ۲۲ |
| نوع فایل | word |
| حجم فایل | ۷۳۱ kb |