دانشکده مهندسی عمران

پایان نامه دوره کارشناسی ارشد عمران- محیط زیست

روش‏های بازیافت پسماند جامد حاصل از پالایش مجدد روغن‏موتور کارکرده

استاد راهنما

دکتر محمدرضا صبور

 

 

رشته عمران گرایش محیط‎زیست

زمستان 1393

 

چکیده:

در میان مراحل تصفیه روغن‏ها، فرایند رنگبری روغن، از مهم‏ترین بخش‏هاست که رنگبری با جذب سطحی، رایج‏ترین روش بوده و خاک رس، پرکاربردترین جاذب مورد استفاده در این مرحله می‏باشد. از طرفی، دفع رس رنگبر به‏عنوان پسماند کارخانه‏های تولیدکننده روغن، مشکلات زیاد زیست محیطی و اقتصادی را برای این کارخانه‏ها به همراه دارد. بنابراین، با بازیافت پسماندهای واحدهای تصفیه دوم روغن‏موتور مستعمل، علاوه‏بر بازگرداندن میزان قابل‏توجهی خاک رس به چرخه صنعت، صرفه‏جویی در مصرف آن و کاهش هزینه‏های مربوط به خریداری رس جدید، بر روی مقدار زیادی روغن موجود در آن نیز جداسازی صورت گرفته و حجم زیادی پسماند خطرناک با قابلیت اشتعال خودبه‏خودی نیز احیا خواهد شد. هدف تحقیق پیش رو، بررسی آزمایشگاهی پاک‏سازی خاک رس رنگبر استفاده شده در تصفیه روغن‏موتور، به روش استخراج با حلال بوده‏است. در این تحقیق، با استفاده از حلال متیل‏اتیل‏کتون (MEK)، به بررسی تأثیر عوامل احتمالی بر بازدهی این فرایند، از جمله SCR (نسبت حلال به خاک رس)، مدت‏زمان استخراج، دانه‏بندی و سرعت چرخش همزن مغناطیسی(درجه اختلاط) بر روی میزان روغن‏موتور استخراج‏شده پرداخته شده‏است. در بررسی‏های صورت‏گرفته، مهم‏ترین عامل تأثیرگذار در به‏دست‏آمدن بازده مناسب، میزانSCR بوده و در بررسی اثر دانه‏بندی بر راندمان، بیشترین بازده خروجی مربوط به نمونه دانه‏بندی‏نشده است. در نهایت با در نظر گرفتن دو عامل تأثیرگذار SCR با دامنه 52/9-48/2 میلی‏لیتر بر گرم و مدت‏زمان فرایند با محدوده 40-5 دقیقه، به روش رویه پاسخ (RSM)، دست به طراحی آزمایش زده و با استفاده از نرم‏افزار Minitab، مدل کلی این آزمایش‏ها، صحت و دقت مدل ارائه‏شده، مورد بررسی قرار گرفته‏اند. در بهترین بازده به‏دست‏آمده، در بالاترین میزان SCR و مدت‏زمان 5/22 دقیقه، %60/88 از روغن موجود در خاک استخراج شده‏ و دقت مدل خروجی، بالای %96 برآورد شده‏است.

 

کلمات کلیدی: پاک‏سازی خاک رس رنگبر، تصفیه دوم روغن‏موتور کارکرده، استخراج با حلال، روش رویه پاسخ، متیل‏اتیل‏کتون

 

 

 

فهرست مطالب

فصل اول  1

1-1-     مقدمه. 2

1-2- شرح و ضرورت مسأله 2

1-3- معرفی فصول تحقیق حاضر 4

 

فصل دوم  6

2-1-     مقدمه. 7

2-2-     خصوصیات روغن موتور مستعمل.. 7

2-3-     معرفی فرایند رنگبری روغن‏ها 8

2-3-1-…………………………………. عوامل مؤثر در رنگبری روغن‏ها.. 9

2-3-1-1-…………………………………………………………………………………………. مدت‏زمان رنگبری… 9

2-3-1-2-………………………………………………………………………………………………………. درجه حرارت… 10

2-3-1-3-……………… میزان رطوبت موجود در روغن و خاک رنگبر… 10

2-3-1-4-……………………………………………………………………………………………………………………. اکسیژن… 10

2-4-     جذب سطحی در فرایند رنگبری.. 11

2-4-1-….. انواع جاذب‌های مورد استفاده در فرایند رنگبری. 11

2-4-1-1-………………………………………………………………………………………. خاک رنگبر طبیعی… 11

2-4-1-1-1- خاک و طبقه بندی آن.. 11

2-4-1-1-2- خاک رس.. 13

2-4-1-2-…………………………………………………………………………………………. خاک رس فعال‏شده… 14

2-4-1-2-1- ترکیبات شیمیایی خاک رنگبر فعال‏شده با اسید   15

2-4-1-3-………………………………………………………………………………………………………….. کربن فعال… 15

2-4-1-4-……………………………………………………………………………….. سیلیکات های آمورف… 16

2-4-2-……………………………………………………… مقایسه مواد رنگبر.. 16

2-4-3-……………….. سیستم‌های مختلف اندازه‌گیری رنگ روغن‌ها. 17

2-4-3-1-…………………………………………………………………………………………….. سیستم لاویباند… 17

2-4-3-2-……………………………… استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر… 18

2-5-     روش‏های پاکسازی خاک‏های آلوده به روغن.. 19

2-5-1-……………………………………………………………….. اصلاح شیمیایی.. 20

2-5-1-1-……………………………………………………………………………………………………. احیای اسیدی… 20

2-5-1-1-1- اسیدهای معدنی.. 21

2-5-1-1-2- اسیدهای آلی.. 23

2-5-1-2-………………………………………………………………………………………………………. احیای بازی… 23

2-5-1-3-…………………………………. احیای آلی (احیا با سورفکتانت‏ها)… 25

2-5-1-4-…………………………………………………………………………………………………………………. پیلارینگ… 25

2-5-2-…………………………………………………………………. اصلاح فیزیکی.. 26

2-5-2-1-………………………………………………………………………………………………… احیای حرارتی… 26

2-5-2-2-……………………………………………………………………………….. احیا با مایکروویو… 27

2-5-2-3-………………………………………………….. احیا به روش استخراج با حلال… 28

2-6-     طراحی آزمایش‏های اصلی با استفاده از روش آماری.. 29

2-6-1-……………………………………………………….. روش طراحی آزمایش.. 29

2-6-2-……………………………………………. کاربردهای طراحی آزمایش.. 30

2-6-3-…………………………………………………… مراحل طراحی آزمایش.. 30

2-6-4-……………………………………………………….. بهینه‏سازی فرآیند.. 31

2-6-5-……………………………………………………… طراحی به روش RSM… 32

2-6-5-1-………………………………………………………………….. تعریف برخی از اصطلاحات… 32

2-6-5-2- طراحی فاکتوریل سه سطحی کامل (Full Three-level Factorial)    33

2-6-5-3-. طراحی آزمایش به روش مربع بنکن (Box-Behnken)… 34

2-6-5-4- ….. طراحی آزمایش به روش طرح مرکب مرکزی(CCD)… 35

2-7-     مروری بر مطالعات انجام شده. 37

 

فصل سوم. 42

3-1-     مقدمه. 43

3-2-     ویژگی های خاک مورد آزمایش… 43

3-2-1-……………………………………………….. تهیه نمونه خاک آلوده.. 43

3-2-2-…………………………………………………………. نگه‏داری نمونه‌ها.. 43

3-3-     تعیین مقدار روغن جذب شده با استفاده از دستگاه سوکسله و روتاری.. 44

3-3-1- آزمایش سوکسله.. 44

3-3-1-1- آماده کردن لوازم و شیشه‏آلات آزمایشگاهی برای سوکسله    45

3-3-1-2-………………………………………………………………….. حلال مناسب برای سوکسله… 45

3-3-1-3-……………… راه‏اندازی سیستم و انجام آزمایش سوکسله… 45

3-3-2- جداسازی حلال و روغن با استفاده از دستگاه روتاری.. 46

3-3-2-1-…………………………………………… روش استفاده از دستگاه روتاری… 46

3-3-3- استفاده از روش موازنه جرمی برای تعیین وزن روغن.. 47

3-4-     انتخاب حلال مناسب… 47

3-5-     پارامترهای مؤثر در استخراج روغن.. 47

3-6-     انجام آزمایش‌ها 48

3-6-1- لوازم مورد نیاز برای آزمایش.. 48

3-6-2- انجام پیش‏آزمایش‌های مختلف. 49

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

نظرات شما عزیزان: