توسعه مدل بهبود یافته برای پخش BTEX در محیطهای باز با در نظر گرفتن واکنشهای اتمسفری
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Developing a modified model for dispersion of BTEX in outdoor environment with considering atmospheric reactions
First Statement of Responsibility
/نثارک اسلامی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی شیمی
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۴۰۰
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۴۸ص.
Other Physical Details
:
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
دکتری
Discipline of degree
مهندسی شیمی- محیط زیست
Date of degree
۱۴۰۰/۱۲/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
توسعه صنایع در دهههای اخیر منجر به ایجاد مشکلات زیستمحیطی از جمله انتشار ترکیبات آلی فرار در شهرها و مناطق صنعتی شدهاست .در این میان صنایع نفت و پتروشیمی، صنایع تولید کک و صنایع داروسازی سهم بسزایی در میزان تولید آلایندههای فرار دارند .در این صنایع ترکیبات آلی فرار از طریق گازهای خروجی از دودکشها، نشت از شیرها و خطوط لوله، تبخیر از مخازن و عمدتا طی فرآیند تصفیه فاضلاب انتشار مییابند .در این میان شناخته شدهترین گروه از مواد آلی فرار که سهم قابل توجهی از ترکیبات آلی فرار منتشر شده در اتمسفر را تشکیل میدهند، گروه( BTEX بنزن، اتیل بنزن، تولوئن و زایلن) است که آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا آنها را جزء گروههای آلاینده خطرناک در نظر گرفته است بطوریکه حتی وجود مقادیر ناچیز این مواد در هوا، آب یا خاک منجر به مشکلات عدیدهای همچون سرطانزایی و جهش ژنتیکی در افراد میشود .با توجه به ضرورت شناسایی و کنترل منابع انتشار BTEX از پتروشیمی تبریز و همچنین پایش غلظت آنها در محیط زیست، در گام نخست این تحقیق، برای محاسبه میزان انتشار ترکیبات BTEX از چندین منبع سطحی موجود در واحد تصفیه پساب پتروشیمی از مدل TOXCHEM استفاده شده است که یکی از پرکاربردترین نرمافزارها در زمینه انتشار آلایندههای پتروشیمیها است .همچنین از نرم افزار TANKS برای تخمین نشتیها از مخازن ذخیرهسازی بهره گرفته شده است تا سهم مخازن ذخیره در انتشار BTEX را مورد ارزیابی قرار داده، معایب طراحی آنها را شناسایی کرده و به ارائه راهکارهایی برای بهینهسازی آنها پرداخت و پیشنهادهایی در جهت کنترل انتشار آلایندهها از آنها ارائه داد .در گام دوم این رساله، از یک مدل ریاضی سه بعدی که شامل تمامی پدیدههای انتقال( جابجایی، نفوذ و واکنش) است، برای تخمین غلظت ترکیبات BTEX در منطقه مورد مطالعه استفاده شده است تا با توجه به میزان غلظت آلایندهها خطرات زیست محیطی آنها در اتمسفر بررسی گردد .به منظور حل عددی مدل موجود از مدل سلولهای چندگانه و روش تفکیک معادلات استفاده شده است .حل معادلات تفکیک شده با استفاده از روش تفاضل محدود و رانگ کوتا با کمک کدنویسی در نرمافزار MATLAB صورت گرفته است .همچنین برای توصیف ترم واکنش موجود در مدل سهبعدی از پایگاه داده MCM که شامل بازه وسیعی از واکنشهای مرتبط با اکسیداسیون ترکیبات BTEX میباشد استفاده شده است .برای صرفهجویی در زمان محاسبات و اجتناب از محدودیتهای محاسباتی بوسیله کامپیوتر، یک روش دقیق کاهش مکانیسم برای حذف واکنشها و ترکیبات غیر مؤثر به کار گرفته شده است و شبیهسازی اصلی با تعداد واکنشها و اجزای کمتری صورت پذیرفته است .نتایج حاصل شده از نرم افزار TOXCHEM نشان میدهد که بیش از ۷۰ درصد از BTEX ورودی به تصفیهخانه وارد اتمسفر میشود که در این میان دو واحد متعادلساز و حذف روغن بیشترین سهم در انتشار این آلایندهها را دارند .همچنین تجزیه و تحلیل مدل سه بعدی انتشار آلایندهها نشان داد که بنزن بیشترین ریسک را متوجه محیط زیست میکند و مقادیر آن حتی در فواصل ۱۰ کیلومتری از منابع انتشار نیز قابل توجه میباشد؛ اما برای دیگر ترکیبات این مقادیر نزدیک به مقادیر استاندارد است .همچنین مکانیسم ارائه شده برای حذف واکنشها و ترکیبات اضافی نشان داد که استفاده از یک مکانیسم شامل ۴۳ ترکیب و ۴۵ واکنش، همان عملکرد مکانسیم اصلی شامل ۱۱۹ ترکیب و ۳۳۹ واکنش را دارا میباشد .
Text of Note
In the present study a new 3D air pollution dispersion model with the capability of taking into account the VOC's reactions was developed and evaluated. The aims are to evaluate the emission, and reactive dispersion of Benzene, Toluene, Ethylbenzene, and Xylene (BTEX) releasing from the wastewater treatment plant of a petrochemical company. The Toxchem model is employed to estimate the amount of emitted BTEX from several area sources and one point source, which is followed by simulating the reactive transport of the species through a 3D mathematical model, along with a multi-box model and splitting method. Also, the comprehensive oxidation reaction of BTEX compounds was extracted from a subset of the Master Chemical Mechanism. However, a novel procedure was employed to eliminate non-effective reactions and species to facilitate the description of BTEX degradation and reducing computational time. Based on the Toxchem result, more than 70 of the entering BTEX compounds were emitted into the atmosphere. Further, the application of mechanism reduction method yielded a mechanism of 43 species and 45 reactions with the same performance of the whole mechanism containing 339 reactions of 119 chemical species. Based on the chemical analysis, the concentration of benzene, toluene, ethylbenzene, m-xylene, o-xylene, and p-xylene decreased during a 12-hour period of simulation by reaction maximum to 0.3, 1, 1.4, 5, 3.1, and 3.2 , respectively. The result indicated that the estimated emission rates by Toxchem and predicted concentrations by the dispersion model are in good agreement with the reported experimental values.
ba
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Developing a modified model for dispersion of BTEX in outdoor environment with considering atmospheric reactions