جلسه دفاع از پیشنهادیه رساله دکتری (آقای احمد حمزوی)

موضوع: طراحی و بهینه­ سازی یک راکتور فوتوکاتالیستی جدید با کاربرد تصفیه هوا

ارائه دهنده:  احمد حمزوی

استاد راهنما: دکتر محسن دوازده امامی

اساتید داور: دکتر محسن ثقفیان - دکتر ایمان چیت ساز

چکیده:

کاتالیست ماده­ای است که با شرکت در واکنش­ های شیمیایی، سرعت آن­ها را افزایش می ­دهد، اما خود دچار تغییر نمی ­شود و در پایان واکنش مجددا قابل استفاده است. فرآیند فوتوکاتالیست گازی، از یک کاتالیست نیمه هادی، پرتو نور و یک عامل اکسید کننده برای تجزیه آلاینده ­های آلی در هوا استفاده می­ کند. تاکنون تحقیقات بسیاری بر روی اکسیداسیون فوتوکاتالیستی در مقیاس محدود به ­وسیله راکتورهای مختلف و با استفاده از نور UV انجام شده است. این تحقیقات عموما بر روی حذف آلاینده­ هایی نظیر NOx ها، SOx ها، VOC ها و مواد بدبو انجام گرفته است. دو محدودیت اصلی در راکتورهای فوتوکاتالیستی انتقال فوتون (نور) و انتقال جرم است. مدل­سازی و طراحی راکتورهای فوتوکاتالیستی نسبت به راکتورهای کاتالیستی معمولی به دلیل مشارکت تشعشع در واکنش­ های شیمیایی به طور قابل توجه ی چالش برانگیزتر است. پیچیدگی اضافه شده به دلیل وابستگی سرعت واکنش به شدت تابش محلی بر روی سطح کاتالیست است. به علاوه، با وجود تحقیقات گسترده بر روی راکتورهای فوتوکاتالیستی، تبدیل نمونه­های آزمایشگاهی به نمونه های با عملکرد بالا در محیط واقعی یکی از زمینه­هایی است که کمترین توسعه در آنها صورت گرفته است. در تحقیقات پیش رو از طریق کوپل کردن نتایج شبیه­ سازی دینامیک سیالات محاسباتی با ابزارهای بهینه­ سازی عددی، به یک طراحی بهینه پیشنهادی برای راکتور فوتوکاتالیستی فاز گاز به منظور حذف آلاینده های گازی، از جمله NOx، SOx، CO و ترکیبات آلی فرار (VOC) از هوای داخل ساختمان خواهیم رسید. سپس با ساخت نمونه آزمایشگاهی راکتور پیشنهادی، نتایج در شرایط واقعی مورد سنجش قرار خواهند گرفت. در نهایت با انجام آزمایشات مختلف و ایجاد ارتباط میان نتایج تجربی و تحلیلی، یک رابطه ریاضی میان پارامترهای طراحی و پارامترهای عملکردی راکتور پیشنهاد خواهد شد که می­تواند در تجاری سازی راکتور پیشنهادی در کاربردها و ابعاد مختلف به طور موثر به کار رود.

کلمات کلیدی: فوتوکاتالیست، راکتور تصفیه هوا، شبیه ­سازی عددی، بهینه­ سازی، آزمایش تجربی