بهینه سازی فرایند اکسایش کاتالیستی مونوکسیدکربن به روش سطح پاسخ

هدف از این پژوهش، مدل سازی و بهینه کردن پارامترهای عملیاتی موثر در فرایند اکسایش کاتالیستی گاز مونوکسیدکربن با استفاده از کاتالیست ۱۵ درصد وزنی اکسید کبالت- اکسید سریم با نسبت وزنی ۵/۱ از فلزکبالت به سریم بر پایه نانولوله های کربنی چند دیواره به روش برنامه طراحی آزمایش سطح پاسخ است. بدین منظور تعداد سی آزمایش با استفاده از طراحی مرکب مرکزی توسط نرم افزار Design Expert ۷.۰.۰ انجام شد که چهار پارامتر آزمایشگاهی دما، غلظت مونوکسیدکربن، غلظت اکسیژن و سرعت فضایی در پنج سطح (۲+ ،۱+ ،۰،۱- ،۲-) به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب شدند. نتایج طراحی آزمایش، حاکی از صحت استفاده از یک معادله درجه دوم بین درصد تبدیل گاز مونوکسیدکربن (متغیر پاسخ) و چهار متغیر مستقل است. داده های حاصل از روش سطح پاسخ نشان داد که درصد تبدیل به طور موثری تحت تاثیر متغیرهای دمای فرایند و غلظت گاز اکسیژن در خوراک ورودی است. مقادیر بهینه پارامترهای مورد مطالعه برای رسیدن به درصد تبدیل ۱۰۰% مونوکسیدکربن به دی اکسیدکربن تحت فرایند اکسایش کاتالیستی، بدین قرار است: دما= C°۲۰۰، غلظت مونوکسیدکربن=ppm ۷۸۰، غلظت اکسیژن= .%vol ۲۵/۵، سرعت فضایی= h-۱ ۱۰۰۰۰. آنالیز واریانس نشان داد که ضریب همبستگی بالایی برابر با ۹۹۹۴/۰=R۲ بین داده های آزمایشگاهی و مقادیر پیش بینی شده از مدل فرضی برای متغیر پاسخ برقرار بوده که بیانگر صحت استفاده از مدل فرضی برای کاتالیست ساخته شده در محدوده شرایط عملیاتی مورد استفاده است.

Keywords:

اکسایش کاتالیستی , اکسید کبالت- اکسید سریم , نانولوله های کربنی , سطح پاسخ , آنالیز واریانس