مقدمه :
استفاده از راکتور سیکلونی برای اولین بار توسطtamir و همکارانش در سال 1984 گزارش شده است در این پروژه به بررسی راکتورهای سیکلونی پرداخته شده بطوریکه تعریف راکتورهای، سیکلونهای راکتور و اجزای آن مورد بررسی قرار گرفته و به مدل سازی و کاربرد راکتورهای سیکلونی با دو جریان برخوردی در سیستم های جامد مایع و همچنین شبیه سازی راکتورهای سیکلونی با دو جریان برخورد کننده بااستفاده از دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده و همچنین عملکرد وابسته به زمان کاتالیزور در سیستم گردشی سیکلون در یک بستر سیار پرداخته شده که به دلیل نوع عملکرد راکتور سیکلونی حائز اهمیت است و همچنین به بررسی راکتورهای احتراق سیکلونی پرداخته ایم که در فصلهای این بایان نامه به طور کامل توضیح داده می شود.
فصل اول : تعریف راکتور سیکلونی، سیکلونهای راکتور.اجزاء آن وکاربرد آن در صنعت در این فصل راکتور سیکلونی را تعریف کرده و سیکلونهای راکتور و اجزای ان را مورد بررسی قرار می دهیم و به سیستم راکتور سیکلونی که یک سوپاپ راکتور کل با سیستم مرتفعی که تخلیه مواد به بخش پایین را بر عهده داشته با دو مرحله سیکلون که مد نظر ماست که با یک دیپ لگ تخلیه از طریق والو متعادل واقع شده در بخش بالایی بستر است می پردازیم. کاربرد راکتور سیکلونی در صنعت:
راكتورهاي سيكلوني با دو جريان برخورد كننده يكي از رايج ترين انواع راكتورهاي برخورد كننده مي باشند و در سيستم هاي جامد-گاز و جامد-مايع كاربرد دارند. از راكتورهاي سيكلوني با دو جريان برخوردكننده در موارد زير استفاده شده است: 1- خشک کردن ذرات جامد2- اختلاط گاز-گاز و جامد-جامد3- انحلال ذرات5- احتراق گازها
يك راكتور احتراق سیکلونی، از يك محفظه فعل و انفعال محدود به يك ديواره جانبی تشکیل شده که به منظور القاء واكنش احتراق انتشار خودكار براي ايجاد محصولات فلزي با خلوص بالا نظير تيتانيوم، زيركونيم، هافنيم يا سليكون و مواد نيمه رسانا، تغذيه مي شوند. اين راكتور، به شكل يك راكتور دائمي براي توليد مواد فلزي يا نيمه رسانا با كيفيت بالا، عمل مي كند.
يك راكتور احتراق سیکلونی با استفاده از تتراكلريد تيتانيم و تري كلريد آلومنيم بعنوان اكسيد كننده و سديم فلزي بعنوان كاهنده براي توليد پيوسته آلياژ تيتانيم و آلومينيم با خلوص بالا و مقدار كمي اكسيد مي باشد كه شمش تيتانيم و آلومينيم نيز در طول اين واكنش ها توليد مي گردد.
از اينرو، راكتور طراحي شده در اين اختراع در عمليات احتراق انتشار خودكار براي تهيه پلي سيليكون هايي با خلوص بالا و ديگر فلزات نظير تيتانيم، زيركونيم و هافنيم كاربردي بوده و در رابطه با تصفيه پلي سيليكون هاي داراي ميزان خالصي كم و ناخالصي بالا، تيتانيم، زيركونيم، هافنيوم و ديگر آلياژهاي مربوطه به عنوان يك راكتور افزايش دهنده ميزان خالصيها، مفيد و مناسب به نظر مي رسد. به عنوان مثال، پلي سيليكون هاي كم خالص و ناخالص، تيتانيم، زيركونيم، هافنيوم و آلياژهاي مربوطه به داخل محفظه راكتور، از طريق يك يا چند ورودي اكسيد كننده وارد مي شود. كاهنده و اكسيد كننده ديگر نيز به منظور القاء احتراق انتشار خودكار به شرح فوق براي توليد پيوسته محصول اوليه، به سيستم وارد شده و پلي سيليكون بسيار خالص، تيتانيم، زيركونيم، هافنيوم و ديگر آلياژهاي مربوطه بدست مي آيند.
تعریف راکتور سیکلونی: راکتورهای سیکلونی راکتورهایی هستد که به وسیله نوسان ذرات فاز ناپیوسته داخل فاز پیوسته سبب افزایش نسبی زمان ماند ذرات ناپیوسته داخل فاز پیوسته می گردند. سيكلونهاي راكتور
سيكلونهاي راكتور جداسازي سيكلوني هستند كه جهت تفكيك بخارهاي هيدروكربن و جدا كردن بخار آب از كاتاليزور FCC بكار مي روند.
سيكلونهاي راكتور از فولاد كربن با پوشش نسوز يا فولاد آلياژ پايين و يا حتي فولاد ضد زنگ ساخته مي شود و تركيبات و اشكال بسيار مختلفي دارد.
سيكلونهاي راكتور را مي توان مستقيماً با استفاده از دومين طبقه در يك سيستم مزدوج بسته به بالابر متصل نمود يا اينكه مي تواند يك سيستم مزدوج باز باشد. همچنين آنها مي توانند يك سيكلون يك طبقه اي باشند كه جلوتر از دستگاه پاياني بالابر قرار مي گيرند.
سيكلونهاي مولد تقويت كننده
اين سيكلون ها جهت تفكيك و جداسازي گازهاي دودكش(دود) كاتاليزور بكار مي رود كه زماني تشكيل مي شوند كه كربن يا كك حاصل از كاتاليزور FCC همراه با هوا مي باشند.
و طوري طراحي و ساخته شده اند كه در دماي 1450 درجه فارنهايت در برابر ساييدگي بالا بسيار مقاوم مي باشند.
جداسازي طبقه سوم
سيستم هاي جداساز طبقه سوم: از سيكلونها، يك مخزن بازدارنده (محدود كننده)، سيستم جريان زيرين، و تخليه كاتاليزوري تشكيل مي شوند.
برخلاف واحدهاي طبقه سوم قديمي كه جهت دفع ذرات بزرگتر از قطر 10 ميكرون با سرعت هاي خروجي بالا طراحي شده اند . سيستم هاي طبقه سوم Buell جهت جمع آوري مقدار بسيار زيادي كاتاليزور طراحي و ساخته شده اند، در حاليكه فرسودگي سيستم و ساييدگي كاتاليزور را كاهش مي دهند.
سيكلون هاي داراي بازدهي بالا جهت حفظ سرعت ورودي اندازه شده اند (با استفاده از سيكلون هاي داراي پوشش نسوز، فرسودگي سطح سيكلون تا سطح قابل قبولي كاهش مي يابد).
بر خلاف ديگر سيستم هايي كه براي عمليات صحيح به مخزن نياز دارند، سيستم Buell طرح Tss با امكان تخليه مواد جامد از مسير يك والو، به اين جريان، بي نياز است.
سيستم مرحله چهارم و دهانه اساسي:
مخزن سيكلوني كه متداولترين قيف تخليه كاتاليزور سيكلوني محسوب مي شود، براي نگهداري كاتاليزور جمع آوري طراحي شده است. با اين حال، به طور طبيعي كاتاليزور مخزن سيكلوني به طور پيوسته با مقدار كمي گاز از 1 تا 3 درصد گازهاي ورودي به سيكلون ها، به مرحله چهارم، هدايت مي گردد.
در طول جابجايي از سيكلون مرحله چهارم بدون عايق، مقدار قابل توجهي از گرما از كاتاليزور و گازها تلف مي شود.
خنك سازي بيشتر كاتاليزور در مخزن جمع آوري خاكه ها صورت مي گيرد. گازهاي خروجي از سيكلون مرحله چهارم از دهانه اصلي زماني عبور مي كند كه فشار براي تخليه مواد در حد لازم كاهش يابد.
با بيرون ريختن مواداز مخزن جمع آوري خاكه ها به كاميون سربسته اي براي حمل آن به محل دفن مواد مربوطه، والو بالاي مخزن مورد نظر بسته شده و والو روي بالن براي رها كردن گاز يا هوا باز شده و والو زير مخزن نيز تا حدي باز مي شود كه كاتاليزور به كاميون مربوطه تخليه گردد.
ديپ گلها (پايه هاي شيب دار) و سوپاپها
در هر يك از مخازن كراكر كاتاليزوري دو سيالي، ديپ گلها (پايه هاي غوطه ور شيب دار) ابزاري هستند كه جهت برگرداندن ذرات كاتاليزور جمع آوري شده در سيكلون ها به بستر سيال كاتاليزور بكار مي روند. اين ساختار را مي توان در شكل 1 مشاهده نمود كه ترسيم كلي كراكر كاتاليزوري سيال نفت سنگين را نشان مي دهد. در مخزن تقويت كننده (مولد) دو طبقه سيكلون وجود دارد و در مخزن راكتور قطع كننده يك طبقه سيكلون افزايش دهنده و يك طبقه سيكلون بالايي وجود دارد. بر روي هيچ ديپ گلي هيچ گونه وسيله پايان دهي نشان داده نشده است، اما در واحد عملياتي، تقريباً هر ديپ لگ بر روي صفحه تراوش يا در داخل سوپاپ تخليه الكتريكي خواهد داشت.
فهرست مطالب :
مقدمه. 1
فصل اول :
تعریف راکتور سیکلونی، سیکلونهای راکتور.اجزاء آن وکاربرد آن در صنعت... 2
کاربرد راکتور سیکلونی در صنعت... 2
تعریف راکتور سیکلونی.. 3
سيكلونهاي راكتور 3
سيكلونهاي مولد تقويت كننده 4
جداسازي طبقه سوم. 5
سيستم مرحله چهارم و دهانه اساسي.. 6
ديپ گلها (پايه هاي شيب دار) و سوپاپها 7
عمليات اصلي سيكلون.. 9
دلايل استفاده از ديپ لگهاي سيكلون : 11
سيستم راكتور سيكلوني.. 14
سوپاپ هاي ديپ لگ متعادل.. 15
سوپاپ هاي مسدود ديپ لگ بدون پوشش..... 16
صفحه آب پاش.... 17
فصل دوم:
مدلسازي و كاربرد راكتورهاي سيكلوني با دو جريان برخوردي در سيستم هاي جامد-مايع.. 18
چكيده: 18
مقدمه. 18
شرح وسايل و تجهيزات... 19
2-1-راكتور 19
2-2-نازل ها 19
2-3-لوله هاي ورودي... 20
2-4-پمپ... 20
2-5-روتامتر. 20
2-6-مواد آزمايش..... 20
2-7-ديسك دوار 20
2-8-موتور الكتريكي.. 20
2-9-منبع تغذيه. 20
شرح فعاليت ها 21
3-1-موجودي و متوسط زمان اقامت... 21
3-2-توزيع زمان اقامت ذرات جامد (RTD)
3-3- مدل زنجيره اي ماركوف... 25
پارامترهاي مدل ماركوف عبارتند از: 25
4-بحث و نتيجه گيري... 30
فصل سوم:
شبيه سازي راكتورهاي سيكلوني با دو جريان برخورد كننده با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي 32
چكيده 32
مقدم: 33
ديناميك سيالات محاسباتي.. 34
شبيه سازي سيستم.. 35
نتايج.. 39
نتيجه گيري... 44
فصل چهارم:
راكتورهاي احتراقي سیکلونی.. 45
چكيده مطالب... 45
ادعاهاي مطرح شده در رابطه با اين نوع راكتورها 45
شرح و توضيح سيستم.. 49
شرح خلاصه اي از اين اختراع. 49
شرح جزئيات اتصالات مربوطه با توجه به الويت هاي آن.. 51
فصل پنجم.. 60
عملكرد وابسته به زمان كاتاليزور در سيستم گردش سيكلوني در يك بستر سيال.. 60
مقدمه. 61
نظريه. 63
تغيير توزيع اندازه ذره از طريق ساييدگي.. 65
وابستگي زماني ساييدگي.. 66
طبقه بندي... 72
آزمايشات... 73
تاسيسات آزمايشي.. 73
تعيين ساييدگي مربوط به خواص ماده 73
عمليات سيستم جريان سيكلون در بستر سيال.. 77
كاتاليزورهاي به كار رفته. 78
نتايج و بحث و بررسي.. 79
ساييدگي وابسته به زمان.. 79
بكارگيري مدل.. 83
نتايج.. 87
منابع.. 90
برچسب ها:
راکتور سیکلونی پایان نامه درمورد راکتور سیکلونی دانلود پایان نامه شیمی درمورد راکتور سیکلونی پایان نامه شیمی راکتور سیکلونی