اورانیوم مهمترین ماده در چرخه سوخت هسته ای می باشد. در مراحل مختلف تحقیقات ، تولید و فرآوری اورانیوم و مراحل بعد از مصرف در راکتورها و همچنین در تحقیقات مختلفی که در آزمایشگاه ها بر روی این ماده و یا ترکیبات آن انجام می گیرد ترکیبات مختلف اورانیومی بصورت محلول یا پسماند های اورانیومی در انتهای این فعالیت ها بوجود می آیند. اورانیوم موجود در این پسماندها با ارزش بوده و همچنین در صورت وارد شدن به محیط زیست مشکلات پرتوی ایجاد می کنند، لذا لازم است اورانیوم موجود در آنها جداسازی شده و در فرآیندهای آتی مورد استفاده قرار گیرد. روش استخراج با حلال یکی از روش های مهم جداسازی در صنعت هسته ای در تولید و فرآوری سوخت هسته ای بوده و جایگاه ویژه ای در چرخه سوخت هسته ای دارد. در تحقیق حاضر از پسابی آزمایشگاهی به عنوان منبع اورانیوم استفاده کرده و برای بازیافت اورانیوم موجود در آن از روش استخراج با حلال استفاده می شود. در این پژوهش ابتدا به شناسایی عناصر موجود در پساب مورد نظر پرداخته شد و با استفاده از آنالیزicp مقدار هر عنصر از جمله اورانیوم تعیین گردید همچنین نوع ترکیب اورانیومی موجود در پساب مشخص شد. با توجه به نوع ترکیب مورد نظر آزمایش استخراج با حلال های مختلف (tbp+d2ehpa , d2ehpa , toa) انجام گرفت. اثر نوع استخراج کننده، دمای استخراج، غلظت اسید، غلظت استخراج کننده، غلظت اولیه اورانیوم، نوع رقیق کننده، نسبت فاز آبی به آلی و همچنین زمان اختلاط فازها بر روی بازیافت اورانیوم بررسی شد و شرایط بهینه برای بازیافت در هر یک از این عوامل به دست آمد. رقیق کننده های بنزن و کروزین به ترتیب با toa و d2ehpa بهترین نتیجه را حاصل کردند و شرایط متعارف 25 درجه سانتیگراد برای انجام آزمایش ها مناسب تشخیص داده شد. در ادامه آزمایش ها اثر محلول های مختلف بر روی فرایند استخراج معکوس انجام شد و در نهایت یک محلول برای این منظور انتخاب گردید و اثر غلظت محلول مورد نظر و دما دراستخراج معکوس نیز مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین بازده با محلول سدیم کربنات در مرحله استخراج معکوس به دست آمد. در تمامی مراحل آزمایش ها به صورت batch انجام گرفتند. کلید واژه: بازیافت اورانیوم، پساب آزمایشگاهی، استخراج با حلال، تری اکتیل آمین(toa)

در این آزمایشات علاوه بر توزیع کننده کف بستر از یک توزیع کننده ثانویه نیز برای ورود جریان گاز به درون راکتورهای بستر سیال بهره گرفته شده است تا تأثیر استفاده از توزیع کننده ثانویه جریان گاز بر میزان و اندازه قطر حباب ها در راکتور بستر سیال گاز-جامد مورد بررسی قرار گیرد. در این نوع خاص از راکتور بستر سیال قسمتی از گاز توسط توزیع کننده کف بستر و بخش دیگری از آن توسط یک نازل ثانویه وارد فضای داخلی راکتور می گردد. میزان دبی گاز ورودی و همچنین نسبت دبی گاز ورودی از توزیع کننده ثانویه به دبی کل ورودی در مراحل مختلف آزمایشات متغییر می باشد. در این آزمایشات برای بررسی کاهش قطر حباب ها و سنجش نسبت قطر در حالت استفاده از توزیع کننده ثانویه به حالت معمول از روش انحراف استاندارد فشار بهره گرفته شده است. در این روش بر اساس میزان نوسانات فشار و فشار مطلق در هر سطح مقطعی از راکتور می توان انحراف استاندارد فشار را محاسبه نمود. هر چند در این روش نمی توان قطر حباب ها را به صورت مطلق اندازه گیری نمود ولی این روش معیار مناسبی برای مقایسه اندازه حباب ها در حالات مختلف می باشد و می توان نسبت قطرها را در حالات مختلف با آن بررسی نمود و به درشت تر و یا ریزتر شدن حباب ها پی برد. در مواردی از این آزمایشات کاهش قطر حباب ها به میزان 50 درصد قطر اولیه می باشد که این امر باعث بهبود تماس گاز-جامد می گردد. به طور کلی می توان از نتایج آزما یش ها مشاهده نمود که قطر حباب ها با افزایش دبی توزیع کننده ثانویه در دبی کل ثابت کاهش می یابد و این کاهش باعث افزایش تعداد حباب ها و نیز افزایش سطح جانبی آن ها می گردد که این عوامل باعث افزایش در صد تبدیل مواد درون راکتور و به تبع آن افزایش راندمان راکتور بستر سیال می گردند.

دی اکسیدکربن مهم ترین گاز گلخانه ای می باشد که به علت فعالیت های بشر تولید آن روز به روز در حال افزایش است. افزایش گازهای گلخانه ای اثر سوء بر محیط زیست به دلیل گرم شدن زمین دارد و لازم است از انتشار آن توسط جریان گاز احتراق خروجی از صنایع به وسیله روش های جداسازی جلوگیری شود. یکی از متداول ترین روش های جداسازی دی اکسیدکربن، جذب توسط حلال های آمینی می باشد. در سال های اخیر پایپرزین به عنوان یک آمین نوع دوم، در مخلوط های آلکانول آمین به عنوان ماده فعال کننده و افزایش دهنده میزان جذب گاز اسیدی مطرح شده است و هم اکنون به عنوان یک آمین جدید در فرآیند جذب گاز اسیدی مورد مطالعه قرار می گیرد. این آمین به طور نامحدود به صورت فیزیکی در آب حل می شود و از قابلیت خوبی برای جذب گازهای اسیدی برخوردار است. در این تحقیق به طور کلی تعادل شیمیایی در فرآیند جذب و چگونگی کاهش فشار تعادلی گاز خروجی مورد بررسی قرار گرفته است. یک مدل ترمودینامیکی مبتنی بر مدل پیتزر توسعه یافته است. ضریب فعالیت اجزاء در فاز مایع توسط توابع اضافی نظیر انرژی آزاد گیبس اضافی و ضرایب فوگاسیته برای فاز بخار توسط معادلات حالت محاسبه می شوند. در این مدل معادلات ثابت های تعادل واکنش ها، قوانین تعادل و رابطه های ضریب فعالیت اجزاء به صورت معادلات جبری تبدیل شده و با استفاده از توابع نرم افزار متلب حل گردیده اند. در این تحقیق علاوه بر ارائه یک مدل ترمودینامیکی توسعه یافته، از مدل سازی داده های تعادلی توسط شبکه عصبی پرسپترونmlp و شبکه عصبی rbf نیز استفاده شده است. این شبکه ها توسط داده-های تجربی آموزش داده شده و برای پیش بینی داده های تعادلی استفاده شده است. نتایج شبکه های عصبی با نتایج حاصل از مدل ترمودینامیکی و داده های تجربی جهت تخمین میزان دقت و توانایی مدل ها مقایسه گردیده است. داده های تجربی به سه دسته تقسیم بندی شد. یک دسته از داده ها برای آموزش شبکه ها، دسته دوم برای تست و دسته سوم برای ارزیابی نتایج شبکه ها استفاده گردید. بهترین شبکه mlp برای سیستم مذکور دارای سه ورودی، 12نرون در لایه پنهان اول، 15نرون در لایه پنهان دوم و یک نرون در لایه خروجی می باشد. کمترین میزان انحراف نسبی در مقایسه شبکه عصبی با داده ترمودینامیکی مربوط به شبکه عصبی mlp می باشد که مقدار کل آن برای همه داده ها برابر با 903/2 می باشد. دی اکسیدکربن مهم ترین گاز گلخانه ای می باشد که به علت فعالیت های بشر تولید آن روز به روز در حال افزایش است. افزایش گازهای گلخانه ای اثر سوء بر محیط زیست به دلیل گرم شدن زمین دارد و لازم است از انتشار آن توسط جریان گاز احتراق خروجی از صنایع به وسیله روش های جداسازی جلوگیری شود. یکی از متداول ترین روش های جداسازی دی اکسیدکربن، جذب توسط حلال های آمینی می باشد. در سال های اخیر پایپرزین به عنوان یک آمین نوع دوم، در مخلوط های آلکانول آمین به عنوان ماده فعال کننده و افزایش دهنده میزان جذب گاز اسیدی مطرح شده است و هم اکنون به عنوان یک آمین جدید در فرآیند جذب گاز اسیدی مورد مطالعه قرار می گیرد. این آمین به طور نامحدود به صورت فیزیکی در آب حل می شود و از قابلیت خوبی برای جذب گازهای اسیدی برخوردار است. در این تحقیق به طور کلی تعادل شیمیایی در فرآیند جذب و چگونگی کاهش فشار تعادلی گاز خروجی مورد بررسی قرار گرفته است. یک مدل ترمودینامیکی مبتنی بر مدل پیتزر توسعه یافته است. ضریب فعالیت اجزاء در فاز مایع توسط توابع اضافی نظیر انرژی آزاد گیبس اضافی و ضرایب فوگاسیته برای فاز بخار توسط معادلات حالت محاسبه می شوند. در این مدل معادلات ثابت های تعادل واکنش ها، قوانین تعادل و رابطه های ضریب فعالیت اجزاء به صورت معادلات جبری تبدیل شده و با استفاده از توابع نرم افزار متلب حل گردیده اند. در این تحقیق علاوه بر ارائه یک مدل ترمودینامیکی توسعه یافته، از مدل سازی داده های تعادلی توسط شبکه عصبی پرسپترونmlp و شبکه عصبی rbf نیز استفاده شده است. این شبکه ها توسط داده-های تجربی آموزش داده شده و برای پیش بینی داده های تعادلی استفاده شده است. نتایج شبکه های عصبی با نتایج حاصل از مدل ترمودینامیکی و داده های تجربی جهت تخمین میزان دقت و توانایی مدل ها مقایسه گردیده است. داده های تجربی به سه دسته تقسیم بندی شد. یک دسته از داده ها برای آموزش شبکه ها، دسته دوم برای تست و دسته سوم برای ارزیابی نتایج شبکه ها استفاده گردید. بهترین شبکه mlp برای سیستم مذکور دارای سه ورودی، 12نرون در لایه پنهان اول، 15نرون در لایه پنهان دوم و یک نرون در لایه خروجی می باشد. کمترین میزان انحراف نسبی در مقایسه شبکه عصبی با داده ترمودینامیکی مربوط به شبکه عصبی mlp می باشد که مقدار کل آن برای همه داده ها برابر با 903/2 می باشد.