احتراق الوقود كثير الانبعاثات باستخدام الهواء الغني بالاكسجين
محمد فهد السيد
بأشراف
د. عبد الرحيم أبو صفا -
لجنة المناقشة
د.عبد الرحيم ابو صفا/رئيسا د.حسني عوده/داخليا د.عفيف حسن/خارجيا
241 صفحة
الملخص:
الملخص
إن الهدف الأساسي من إجراء هذه الدراسة هو التحقق من أثر استخدام الهواء الغني بالاكسجين في عملية احتراق الوقود كثير الانبعاثات (الديزل والديزل الحيوي بنسب مختلفة) داخل محرك احتراق داخلي من انتاج شركة فولكس فاجن passat وبويلر تدفئة منزلية، في كلتا الحالتين، تمت زيادة نسبة الاكسجين في الهواء الداخل إلى عملية الاحتراق من خلال استخدام أسطوانة أكسجين خارجية وحقنه بشكل مباشر في الهواء الداخل للعملية، وقد استخدمت نسب هواء مشبع بالاكسجين لغاية 24% و27% في كل من محرك الاحتراق الداخلي والبويلر على التوالي. ولمعايرة نسب الأكسجين المطلوبة ودراسة تأثير الهواء على الغازات المنبعثة تم استخدام جهاز فحص الانبعاثات الناتجة من عملية الاحتراق (Bacharach) موديل 300.
لقد بينت نتائج تحليل انبعاثات عملية الاحتراق في محرك الاحتراق الداخلي عند استخدام كل من الديزل أو النسب المختلفة من الديزل والديزل الحيوي وزيادة نسبة الاكسجين في الهواء الداخل على العملية بأن درجة حرارة الهواء العادم تزداد بشكل ملحوظ وتصل 14% في بعض القراءات والتي تم الحصول عليها عند استخدام هواء غني بالاكسجين بنسبة 24% ووقود ديزل تقليدي دون استخدام الديول الحيوي، والسبب الرئيسي الذي أدى إلى هذه الارتفاع في درجات الحرارة هو الاكسجين الزائد الذي دخل للعملية والذي أدى إلى تحسين فاعلية الاحتراق ورفع كفائته. كما وبينت النتائج بأن استخدام الديزل الحيوي وبنسبة 15% مع الهواء الجوي (غير الغني بالاكسجين) قد أدى إلى ارتفاع درجة الحرارة بنسبة 14% لنفس السبب المذكور سابقاُ. وعند تطبيق التجربة على البويلر المنزلي فقد تم الحصول على نتائج مشابهة حيث تم الحصول على 21.1% ارتفاع في درجة حرارة الهواء العادم عند استخدام هواء غني بالاجسجين بنسبة 26% وديزل بنسبة 100% (والتي تقدر بحوالي 3.8% تحسن في كفاءة الاحتراق).
كما وبينت النتائج بأن استخدام الهواء الغني بالأكسجين في عملية احتراق الوقود كثير الانبعاثات له تأثير على هذه كميات وتركيبة الانبعاثات في كل من محرك الاحتراق الداخلي وبويلر التسخين المنزلي، ففي حالة محرك الاحتراق الداخلي، تزداد نسبة ال NOx عند استخدام هواء غني بالاكسجين وخليط من وقود الديزل والديزل الحيوي. أما في حالة البويلر المنزلي، فإن كمية انبعاث ال NOx تنخفض عند التشغيل تحت ظروف الاحتراق المثالي نتيجة خفض نسبة ال N2 الداخل للعملية.
وبشكل مشابه، فإن نسبة ال SO2 في الغازات المنبعثة لا تتغير عند استخدام الهواء الغني بالأكسجين أو خليط الوقود، ولكنها ترتفع وبشدة في حال تشغيل البويلر تحت ظروف الاحتراق المثالية ويمكن السيطرة عليها وخفضها باستخدام الهواء الغني بالأكسجين أي بتزويد العملية بالكميات الضرورية لها من عنصر الأكسجين.
وخلصت الدراسة إلى وجود متغيرات إيجابية عند استخدام الهواء الغني بالأكسجين في عملية الاحتراق لكل من الديزل الحيوي والديزل العادي مثل الطاقة الإضافية التي تنتج عن العملية والتي يستدل عليها من درجات حرارة الغازات المنبعثة وما يمكن أن ينتج عن استغلالها من توفير في كميات الاستهلاك، ولكنها بحاجة إلى إجراء دراسات أخرى للتخلص من بعض الآثار السلبية التي ظهرت مثل ارتفاع معدل انبعاث بعض الغازات الضارة.
استخدام العوامل المحفزة الطبيعية وغير الطبيعية
هشام عوض عبد شحادة
بأشراف
د.عثمان حامد - د. وحيد الجندي
لجنة المناقشة
د.عثمان حامد/رئيسا د.وحيد الجندي/مشرفا ثانيا د.نزار مطر/ممتحنا داخليا د.عبد الله ولويل/ ممتحاخارجيا
112 صفحة
الملخص:
الملخص تلعب العوامل الكيميائية المحفزة دورا مهما في التفاعلات الكيميائية, ونظرا لكثرة استخدامها وارتفاع تكاليفها كان لا بد من البحث عن بديل وبأثمان زهيدة. وفي هذا المشروع كان اهتمامنا البحث عن مصادر طبيعية. والمصدر الطبيعي الذي وقع عليه الاختيار هو مادة الكركم, وذلك لاستخلاص عامل محفز منه. قمنا باستخلاص المادة الفعالة الأساسية منه باستخدام الايثانول, حيث أن التركيبة الكيميائية لها تحتوي على نوعين من المجموعات الوظيفية (مجموعتي كربونيل, وروابط ثنائية غير مشبعة). في الخطوة الأولى تم اختزال الروابط الثنائية وتحضير المركب(THC) 24. في الخطوة الثانية تم مفاعلة المركب السابق(24) مع احد الامينات (ايثيلين ثنائي أمين) وتحضير المركب (THCDBI) .25 بعد ذلك تم تثبيت أيون البلاديوم (Pd+2) المحضر مسبقا عليه. مما أدى الى تحضير مركب معقد منه(Pd-THCDBI) 26. في الجزء الثاني من العمل تم أخذ المركب 24 ومفاعلته مع الامونيا وتحضير المركب (THCDI) .27 باتباع طريقة التحضير في الجزء الأول حيث تم مفاعلة المركب 27 مع ايون البلاديوم فنتج المركب المعقد (Pd-THCDI) 28. أما في الجزء الثالث من العمل فقد قمنا بتحضير مبلمر معقد من مواد كيميائية تقليدية معروفة, للحصول على المبلمر المنشود (بولي إمين بلاديوم)12حسب الخطوات المذكورة في الجزء العملي, ولكن الفرق هنا أن الالدهايد (4,1- بنزين ثنائي كربوكسي الدهايد)10 المحضر هنا والمراد تحويله إلى المبلمر (البولي ايمين) 11 والذي تم مفاعلته مع البلاديوم لإنتاج الايون المعقد (بلاديوم بولي ايمين)12, ومن مميزات هذا المبلمر أن له أكثر من موقع فعال, وكذلك انه بالإمكان إعادة استخدامه في أكثر من حلقة حفزية. في الجزء الأخير من العمل لقد تم اختبار الايونات المعقدة المحضرة على عدد من أنواع التفاعلات الكيميائية المعروفة مثل: (تفاعل هيك , كربنة الالفينات). حيث تم تحضير كل من:ألفا- هيدروكسي سايكلوهكسانون15, ألفا ميثوكسي سايكلوهكسانون20 من سايكلوهكسانون, وكذلك ألفا-هيدروكسي اسيتوفينون16 من اسيتوفينون باستخدام المبلمر المعقد رقم 12, وهذه الطريقة أعطت نتائج جيدة, وذلك اعتمادا على النتائج المستخلصة من أجهزة التحليل الآلي, الكروماتوغرافيا GC, والأشعة تحت الحمراء IRوالرنين المغناطيسي النووي NMR المستخدمة. وكذلك تم استرجاع المبلمر المحفز المستخدم وتنظيفه وتنقيته باستخدام احد المذيبات العضوية وهو التولوين, ومن ثم أعيد استخدامه لأكثر من دورة حفزية, دون أن يخسر من فاعليته كثيرا. وكذلك تم استخدام المركبين المعقدين 26و 28 لتحضير المركبات التالية من مركباتها الأولية: ألفا- هيدروكسي بروبيوفينون من بروبيوفينون(35). ألفا- هيدروكسي سايكلوبنتانون من سايكلوبنتانون (30). ألفا- هيدروكسي سايكلوهكسانون من سايكلوهكسانون (15). 6-ميثيل ,2- هيدروكسي سايكلوهكسانون(32). وهذه المركبات بعد تحضيرها تم إثباتها باستخدام أجهزة التحليل الآلي السابقة الذكر.
الرئيسية
البوابة
