در پروژه پژوهشی حاضر، برخی کاتالیزورهای اکسید فلزی مختلط با ساختارهای پروسکیتی، اسپینلی و محلول جامد ceo2-mox (m=mn, fe, co, ni & cu) با روش های سل-ژل تهیه شده و خواص فیزیکی و شیمیایی آنها با تکنیک های xrd, tem, bet, tpr شناسایی شدند. کارایی نمونه های تهیه شده در فرآیند کاهش کاتالیزوری no با کاهنده آمونیاک بررسی شد. پروسکیت ها و اسپینل های تهیه شده به دلیل توان بالای اکسندگی در اکسایش آمونیاک، فعالیت بسیار پایینی در کاهش کاتالیزوری no داشتند. اکسیدهای مختلط ceo2-mnox و ceo2-feox تهیه شده با نسبت های مختلف که مطابق با نتایج xrd و tem به صورت محلول جامد تشکیل شده بودند، بهترین عملکرد را فرآیند کاهش کاتالیزوری no با آمونیاک داشتند. مطابق نتایج h2-tpr، بهبود کاهش پذیری در نتیجه اثر هم افزایی بسیار قوی بین گونه های سریم و منگنز و یا آهن عامل اصلی فعالیت بالای این کاتالیزورهای محلول جامد بود. اکسید مختلط ceo2-mnox(0.25) به عنوان کاتالیزور بهینه مرحله غربالگری با 83% تبدیل no و 68% بازده تولید n2 در دمای °c 200 انتخاب شد. در ادامه تاثیر روش های گوناگون سنتز مانند هیدروترمال، هم رسوبی و هم رسوبی هموژن و همچنین لودینگ فلزات قلیایی خاکی بر عملکرد کاتالیزور بهینه مطالعه شد. اکسید مختلط ceo2-mnox(0.25) تهیه شده با روش های سل-ژل، هیدروترمال و همرسوبی با اوره عملکرد تقریباً مشابهی داشتند. لودینگ فلز قلیایی خاکی باریم، به دلیل ایجاد سایت های بازی با توزیع بالا بر روی سطح کاتالیزور و افزایش جذب گونه های no (مطابق نتایج tem و co2-tpd)، افزایش قابل توجهی در تبدیل no و گزینش پذیری به n2 اکسید مختلط ceo2-mnox(0.25) را به همراه داشت. به گونه ای که با لودینگ 7% مولی باریم عملکرد کاتالیزور ceo2-mnox (0.25) تا 91% درصد تبدیل no و 80% بازده تولید n2 در دمای °c 200 افزایش یافت. یک مدل درجه دوم با ضریب همبستگی نزدیک به یک برای مدلسازی تاثیر برخی پارامترهای عملیاتی (درصد اکسیژن (%v/v)، نسبت nh3/no در خوراک، ghsv و دمای واکنش (°c)) بر عملکرد کاتالیزور بهینه (ceo2-mnox(0.25)-7% ba) با روش رویه سطح بدست آمد. مطابق این مدل، ghsv موثرترین پارامتر بر درصد تبدیل no و نسبت nh3/no نیز موثرترین پارامتر بر گزینش پذیری به n2 کاتالیزور بهینه بود. در شرایط عملیاتی بهینه، کارایی این کاتالیزور تا 7/96% تبدیل no و 1/92% گزینش پذیری به n2 افزایش یافت. در نهایت کاتالیزور ceo2-mnox (0.25) بر پایه های مختلف zsm-5، tio2 و sapo-34 با روش سل ژل بارگذاری شدند. مطابق نتایج nh3-tpd و h2-tpr، خواص اسیدی سطح پایه به تنهایی تعیین کننده فعالیت کاتالیزور نبوده، بلکه با تلفیق خواص اکسایش-کاهش تعیین کننده عملکرد کاتالیزور می باشد. کاتالیزور ceo2-mnox(0.25)/sapo-34 که بیشترین اسیدیته را دارا بود، به دلیل خصلت اکسایش-کاهش ضعیف، فعالیت بسیار پایینی داشت. کاتالیزور بارگذاری شده بر پایه zsm-5 که خواص اسیدیته سطح و اکسایش-کاهش بالایی را در کنار یکدیگر داشت، بالاترین فعالیت را دارا بود. نتایج این بخش نشان داد که تنها با بارگذاری 20% وزنی ceo2-mnox(0.25) بر روی پایه zsm-5، عملکرد بهتری نسبت به اکسید مختلط ceo2-mnox(0.25) در دماهای °c 400-200 حاصل خواهد شد.

اصلاح شبکة مبدل های حرارتی توسط روش¬های بهینه سازی منجر به مسائلی از نوع minlp می شود که حل آنها به دلیل حضور هم زمان متغیرهای پیوسته و ناپیوسته امری دشوار است و منجر به ظهور مشکلاتی در هم¬گرایی می شود. زمانی¬که مسأله افت فشار در طراحی و اصلاح شبکه مبدل-های حرارتی در نظر گرفته ¬شود، به دلیل ذات غیرخطی و نامحدب روابط حاکم بر این مسائل، مشکلات هم¬گرایی چنین مدل¬هایی بیشتر خواهد شد. در این تحقیق روشی برای طراحی شبکه مبدل های حرارتی ارائه شده است که در آن پارامترهای ساختاری توسط الگوریتم رقابت استعماری (ica) و پارامترهای پیوسته به کمک برنامه ریزی غیرخطی (nlp) بهینه می گردند. در ادامه به علت پرهیز از پیچیدگی مدل به دلیل روابط خاص افت فشار، افت فشار جریان¬ها با استفاده از نتایج برنمه ریزی غیرخطی،به¬دست می¬آیند. در این روش هر شبکه به عنوان توالی بخش ها در نظر گرفته شده است که هر بخش حاوی تعدادی گره می باشد و هر گره نشان دهنده آدرس یک مبدل است. برای حل nlp به جای بهینه سازی هم¬زمان متغیرها، از یک مدل جستجو برای حداقل اختلاف دمای نزدیکی در مبدل¬ها و نسبت تقسیم جریان¬هاو یک تابع هدف اصلاح شده برای حداکثر بازیابی انرژی استفاده شده است. مقایسه نتایج حاصل با مراجع نشان می دهد که روش مذکور قادر به ایجاد، جواب هایی که باعث کاهش هزینه تا 22٪ در طراحی و جواب¬های جدید و بهتر در اصلاح شبکه مبدل¬های حرارتی می باشد.