8951

طراحي ستون هاي جداسازي فلزات از محلول هاي پساب در ستون هاي بستر ثابت

كارشناسي

مهندسي شيمي

1402

احد قائمي

1402/11/18

مهندسي شيمي، نفت و گاز

Designing columns for the separation of metals from wastewater solutions in fixed-bed columns

با توجه به مضرات حضور فلزات سنگين در پساب ها، استفاده از روش هاي مناسب جهت جداسازي و حذف اين مواد و در نتيجه كاهش خطرات ناشي از آنها ضروري است. روش جذب سطحي شامل استفاده از جاذب هاي با ظرفيت جذب بالا براي حذف آلاينده هاي مختلف مي باشد. برتري جذب سطحي درجداسازي فلزات سنگين به دليل انعطاف درطراحي و عمليات، كيفيت بالاي خروجي دربسياري از موارد، قابليت احيا و استفاده مجدد از جاذب در بسياري از موارد و هزينه پايين عمليات و نگهداري مي باشد. با توجه به اهميت فلز سرب در صنايع به عنوان فلزي سنگين و استراتژيك و آلودگي قابل توجه آن در محيط زيست در پروژه حاضر سعي بر اين شد كه بر جذب اين فلز از شيرابه هايي كه توسط زباله هاي جامد تشكيل مي شود تمركز شود. براي بررسي اثرات ارتفاع بستر و نرخ جريان خوراك بر روي زمان شكست و منحني شكست بستر، شش حالت براي شبيه سازي درنظر گرفته شد. ارتفاع بستر بر روي سه مقدار مختلف ،4 6 و 8 متر و همچنين نرخ جريان خوراك روي سه مقدار مختلف ،3 5 و 7 ليتر بر ثانيه تنظيم شد. شبيه سازي ها براي تعيين اثرات تغيير ارتفاع بستر با ثابت نگه داشتن غلظت اوليه فلز و سرعت جريان اجرا شد. سپس شبيه سازي ها براي تعيين اثرات تغيير نرخ جريان با ثابت نگه داشتن غلظت اوليه فلز و ارتفاع بستر اجرا شد. با افزايش ارتفاع ستون، شيب منحني پيشرفت كمتر شد. زمان پيشرفت 5.5 ساعت در ارتفاع بستر 4 متر به دست آمد. از سوي ديگر، در ارتفاع بستر 8 متر، زمان پيشرفت 14.8 ساعت به دست آمد. با بالا رفتن ارتفاع بستر، زمان پيشرفت افزايش مي يابد كه منجر به افزايش راندمان جداسازي سرب ميشود، زيرا زمان تماس خوبي بين يون هاي فلزي و جاذب وجود دارد. زمان هاي پيشرفت و اشباع نشان دادند كه حركت بيشتر سيال منجر به اشباع سريع تر منافذ جاذب ميشود، زيرا سرعت ورود محلول به منافذ جا ب نيز افزايش مييابد. در نرخ جريان هاي بالاتر، زمان تماس بين جاذب و يون هاي سرب كاهش مي يابد و در نتيجه يك دوره قرارداد كوتاه تر مي شود و يك لايه نازك در اطراف جاذب تشكيل ميشود كه باعث مي شود سرعت انتقال جرم افزايش يابد و مقدار سرب جذب شده روي بستر نيز افزايش يابد و در نتيجه اشباع سريعتر در سرعت هاي جريان بالاتر ايجاد شود.

جذب سطحي، فلز سرب، نرم افزار جذب سطحي اسپن