رشته حقوق

تیتانیوم دی اکسید

دانلود پایان نامه

1-33. هدف از اجرای این تحقیق :
هدف از این تحقیق، ساخت و بررسی نانوفوتوکاتالیست‌های تیتانیوم دی اکسید به همراه بارگذاری و دوپینگ فلزات واسطه نقره، کروم، سریم، مس و نیکل با نسبت‌های مختلف، در روی TiO2 بر پایه‌ی نانوزئولیت سنتزی فوجاسیت NaX، به جهت استفاده در فرآیند گوگردزدایی مدل سوخت دیزل که حاوی ppmw 100 گوگرد به صورت ترکیب دی بنزوتیوفن در حلال دکان در شرایط ملایم عملیاتی و عدم حضور هیدروژن می‌باشد.
در فصل دوم این پایان‌نامه مروری بر منابع علمی این زمینه و انواع کاتالیست‌های استفاده شده و عوامل مؤثر بر فعالیت کاتالیست‌ها و میزان گوگردزدایی آنها انجام شده است. در فصل سوم ساخت، بررسی و مشخصه‌یابی نانوفوتوکاتالیست‌ها، سیستم‌های تعیین مشخصات و آنالیز خوراک مورد استفاده و نحوه انجام آزمایش‌ها در آزمایشگاه، در فصل چهارم نتایج کمی، کیفی و تحلیل آنها و در فصل پنجم نیز نتیجه‌گیری و پیشنهادات ارائه شده است.
فصل دوم
مروری بر تحقیقات گذشته
2-1. مقدمه :
قوانینی سخت‌گیرانه محیط‌زیستی در سراسر جهان برای کاهش آلایندگی‌های محیط‌زیست، توجه محققین را به گوگردزدایی عمیقسوخت‌های مورد استفاده در سیستم حمل و نقل جلب کرده است. به طوریکه اتحادیه حفاظت از محیط‌زیست آمریکا قوانینی را وضع نموده که صنایع پالایشی را به کاهش میزان گوگرد موجود در سوخت بنزین و دیزل به حدودppmw 30 و ppmw 15 در سال 2006 میلادی واداشته است ]34و69[. استانداردهای وضع شده توسط اتحادیه اروپانیز حداکثر میزان مجاز گوگرد در بنزین و دیزل را به ppmw 10 برای سال 2009 محدود کرده است ]48و81[. تولید سوخت با مقادیر گوگرد بسیار کم، به منظور استفاده از سیستم‌های پیشرفته کنترل آلایندگی با تکنولوژی جدید که به گوگرد حساس هستند مورد توجه قرار گرفته است ]69[. از طرفی سوخت‌های هیدروکربنی مایع نظیر بنزین، سوخت جت و دیزل به دلیل دانسیته انرژی بالا، سهولت دسترسی، نگهداری و حمل و نقل به عنوان سوخت‌هایی ایده‌ال در پیل‌های سوختی مورد استفاده در وسایل نقلیه موتوری و تجهیزات نظامی محسوب می‌شوند. به علت مسمومیت کاتالیست‌های مورد استفاده در پیل‌های سوختی با ترکیبات گوگردی، استفاده از سوخت‌هایی با مقادیر بسیار کم گوگرد (کمتر از ppmw1/0) برای این منظور توصیه می‌شود ]43و69و72[. اگرچه کاهش میزان گوگرد به مقادیر بسیار کم از لحاظ محیط زیستی سودمند است، اما رسیدن به مقادیر بسیار کم گوگرد از مقادیر فعلی به لحاظ اقتصادی، عملیاتی و تکنولوژیکی بسیار سخت و پیچیده بوده و عواملی نظیر کاتالیست‌ها، شرایط عملیاتی، نوع خوراک و کیفیت آن، واکنش‌پذیری ترکیبات گوگردی و نیز حضور عوامل بازدارنده نظیر ترکیبات نیتروژن‌دار، آروماتیک‌ها و گاز سولفید هیدروژن تولیدی می‌تواند اثرات مهمی روی میزان گوگردزدایی سوخت‌ها داشته باشد ]69[. در نتیجه استفاده از کاتالیست‌های جدید با فعالیت بالاتر و یا فرآیندهای نوین برای کاهش گوگرد تا مقادیر استاندارد جهانی در صنایع پالایشی مورد نیاز است ]43[.

مطلب مشابه :  تحلیل گفتمان انتقادی

2-2. اثر میزان گوگرد موجود در سوخت‌های مصرفی بر تشکیل ترکیبات آلاینده :
گازهای خروجی از موتور احتراقی شامل اکسیدهای گوگرد و نیتروژن، مونوکسیدکربن، دی اکسیدکربن، ذرات معلق و نیز هیدروکربن‌های سوخته نشدهمی‌باشد. مطالعات متعددی بیانگر این نکته هستند که میزان
اکسیدهای گوگردی در گازهای خروجی موتور به طور مستقیم به میزان گوگرد موجود در سوخت وابسته است. علاوه بر این، تولید ذرات معلق نیز متناسب با میزان گوگرد موجود در دیزل می‌باشد. اثر مستقیم میزان گوگرد سوخت دیزل روی ذرات معلق در خروجی موتورهای دیزلی در شکل (2-1)، نشان داده شده است ]69[.
شکل (2-1)، اثر مستقیم میزان گوگرد موجود در سوخت دیزل روی ذرات معلق در خروجی موتورهای دیزلی
طبق گزارش‌های اتحادیه حفاظت از محیط‌زیست آمریکا در حدود 2% گوگرد موجود در سوخت دیزل به ذرات معلق تبدیل می‌شود. ذرات معلق موجود در گازهای خروجی موتورهای دیزلی از سه جزء اصلی تشکیل شده‌اند : هسته کربنی، بخش آلی با قابلیت انحلال در آبو مخلوطی از اکسیدهای گوگردی و آب که از عوامل اصلی ایجاد سرطان در انسان هستند. تجهیزات کنترل‌کننده آلایندگی‌ها نظیر کاتالیست‌های اکسیداسیون و جاذب‌های اکسیدهای نیتروژنو فیلترهای ذرات‌ معلقو سیستم‌های کاتالیستی کاهش گزینشیبه طور معمول در خروجی موتورهای دیزلی به منظور کنترل آلایندگی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاتالیست‌های اکسیداسیون، ترکیبات مونوکسیدکربن، هیدروکربن‌های محترق نشده، ذرات معلق و نیزSOF را در جریان گازهای خروجی موتورهای دیزلی که غنی از اکسیژن هستند به دی اکسیدکربن و آب اکسید می‌نماید ]69[.
گوگرد نرخ اکسیداسیون دی اکسیدگوگرد توسط کاتالیست‌های اکسیداسیون را افزایش داده و مقادیر بیشتری از سولفات‌ها در خروجی موتور تولید می‌شود. علاوه بر این، گوگرد کاتالیست‌های اکسیداسیون را مسموم نموده و فعالیت آنها را برای اکسیداسیون مونوکسیدکربن، هیدروکربن‌ها و SOF در جریان گازهای خروجی موتور کاهش می‌دهد. فعالیت فیلترهای ذرات معلق و جاذب‌های اکسید نیتروژن نیز در حضور گوگرد تحت تاثیر قرار می‌گیرد. از آنجاییکه سولفات‌ها نسبت به نیترات‌ها پایدارتر هستند، برای اکسیداسیون روی سایت‌های فعال، رقابت بین این دو ترکیب شکل گرفته و سایت‌های فعال به طور قابل‌توجهی توسط سولفات‌ها غیرفعال می‌شوند ]69[. در شکل (2-2)، اثر میزان گوگرد بر تبدیل اکسیدهای نیتروژن نشان داده شده است.
شکل (2-2)، اثر میزان گوگرد بر تبدیل اکسیدهای نیتروژن
کاهش میزان گوگرد موجود در سوخت به سه روش به کاهش ترکیبات آلاینده در گازهای خروجی موتور می‌انجامد که عبارتند از :
1) کاهش مستقیم دی اکسید گوگرد و ذرات ریز سولفات
2) فعالیت بهتر کاتالیست‌های اکسیداسیون در غیاب گوگرد
3) قابلیت استفاده از تکنولوژی‌های جدید برای کنترل آلایندگی‌ها نظیر فیلترهای جدید و جاذب‌های اکسید نیتروژن و …
مطالعات انجام شده توسط اداره انرژی آمریکا بیانگر این مسأله است که ذرات‌معلق خروجی موتورهای دیزلی در سوخت‌هایی که حاوی مقادیر کمتری گوگرد هستند، کاهش می‌یابد. به طوریکه با کاهش میزان گوگرد سوخت دیزل از ppmw350 به ppmw3، مقدار ذرات معلق با 29 % کاهش همراه بوده است. در مطالعه دیگری که در سال 1999 توسط MECA انجام شده است نیز 14% کاهش در ذرات معلق زمانیکه از دیزل با
ppmw 54 گوگرد بجای ppmw368 گوگرد استفاده شده گزارش شده است ]69[.
2-3. قوانین جهانی برای میزان گوگرد مجاز سوخت‌های تولیدی پالایشگاه‌ها :
ارتباط مستقیمی که بین میزان گوگرد در سوخت دیزل و حضور ذرات معلق و سایر ترکیبات آلاینده در گازهای خروجی مشاهده شده، مهمترین دلیل برای کاهش هرچه بیشتر میزان گوگرد در دیزل و سایر سوختهای تولیدی پالایشگاه‌ها می‌باشد. مطالعات انجام شده بیانگر این هستند که با استفاده از سوخت با گوگرد بسیارکم و استفاده از فیلترهای ذرات معلق می‌توان درحدود90% این ذرات و بیش از90% مونوکسیدکربن و هیدروکربن‌های موجود در گازهای خروجی موتور را حتی پس از 400000 مایل کارکرد موتور کاهش داد. ضمن اینکه با کاهش قابل توجه میزان گوگرد، روند اسیدی شدن روغن روان‌کننده موتور نیز کندتر شده و اثر خورندگی آن به واسطه حضور ترکیبات گوگردی کاهش می‌یابد که در نهایت به افزایش طول عمر موتور و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری آن می‌انجامد ]69[.
در ایالات متحده آمریکا میزان گوگرد مجاز سوخت دیزل مورد استفاده در مصارف جاده‌ای، ابتدا از
ppmw2000 بهppmw 500 در دهه 90 و سپس به مقادیر ppmw350 و ppmw50 و ppmw15 در سال‌های 2000 و 2005 و 2006 توسط CAAو میزان گوگرد مجاز بنزین نیز به ppmw30 برای سال 2006 محدود گردید. آلمان نیز حد مجاز ppmw10 گوگرد موجود در دیزل را برای ژانویه 2003 و سایر کشورهای اتحادیه اروپا و نیز ژاپن همین مقدار گوگرد را برای فروش از سال 2008 اعلام کرده‌اند ]7و30و69[. برای سوخت دیزلی که مصارف غیرجاده‌ای دارد نیز محدودیت‌هایی وضع کرده‌اند. به طوریکه اتحادیه حفاظت از محیط زیست آمریکا در سال 2004 قانونی را وضع نمود که به موجب آن از سال 2007 میزان گوگرد دیزل مصارف

مطلب مشابه :  مبانی حقوقی قرعه وماهیت آن

برای دانلود متن کامل فایل این  پایان نامه می توانید  اینجا کلیک کنید