نام پژوهشگر: مسعود ناصری مطلق

مطالعه ساختارهای مناسب ارائه شده جهت راکتور سنتز آمونیاک و مقایسه ی آنها با راکتور کلاگ
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شیراز - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  مسعود ناصری مطلق   نصیر مهران بد

آمونیاک محصول سنتز بین هیدروژن و نیتروژن بوده که توسط راکتورهایی با ساختارهای مختلف تولید می شود. یکی از ساختارهایی که دارای بیشترین حجم تولید سالیانه می باشد، ساختار افقی راکتور سنتز آمونیاک، معروف به کلاگ است. در ساختارهای صنعتی در هر گذر از راکتور میزان تولید آمونیاک %10 الی %20 بوده که برای افزایش این مقدار، تاکنون پتنت های مختلفی ارائه شده است. یکی از روش های افزایش تولید، تغییر در ساختار و چیدمان بسترها و مبدل های حرارتی است. در این تحقیق با انتخاب دو پتنت که شباهت بیشتری به راکتور کلاگ داشته و بیشترین بازده را در بین پتنت های پیشنهادی دارا می باشند، به بررسی تغییر در ساختار راکتور کلاگ به منظور افزایش تولید پرداخته شده است. با بررسی حالت پایای ساختار صنعتی راکتور کلاگ، مدلی یک-بعدی و شبه-ناهمگن برای شبیه¬سازی بسترهای کاتالیستی ارائه گردیده است. معادلات دیفرانسیل مدل برای بستر با استفاده از روش رانگ-کوتا مرتبه 4 حل شده؛ و پس از انجام محاسبات، از مقایسه¬ی نتایج حاصل از داده¬های تجربی (مربوط به راکتور صنعتی) با نتایج شبیه سازی مشاهده می شود که مدل مذکور غلظت آمونیاک را با خطای %63/2 و دما را نیز با خطای %14/3 پیش¬بینی می¬کند، که نشان دهنده ی تطابقی بسیار خوب با داده های تجربی است. با استفاده از داده های صنعتی مربوط به خوراک، ساختار دو پتنت مدل شده و پس از بررسی و مقایسه ی نتایج حاصله، مشاهده می شود که ساختارهای جدید بازده تولید آمونیاک را به میزان %34/2 و %73/4 افزایش می دهند. این بازده بالاتر به علت استفاده از جریان کوئِنچ در ورودی بسترها است، که در دمایی پایین تر حاصل می شود و باعث افزایش عمر مفید کاتالیست ها خواهد شد.