تركيبات آلي فرار ((Volatile Organic Compounds (VOCs) مواد شيميايي هستند كه داراي كربن آلي بوده و فشار بخار آنها در حدي است كه در شرايط عادي با سرعت قابل توجهي تبخير و وارد محيط مي‌شوند. VOC‌ها طيف گسترده‌اي از تركيبات آلي مانند بنزن، تولوئن، زايلن، استن، فرمالدهايد، استالدهايد، متان، هگزان، متيل ‌اتيل‌كتون، تري كلرو اتيلن، كلرو بنزن و ... را شامل مي‌شوند. اين تركيبات بالقوه در اكثر مواد طبيعي و مصنوعي وجود دارند، ذاتاً سمي يا سرطان‌زا هستند و داراي اثرات مخربي بر سيستم بدن انسان و محيط زيست مي‌باشند، عامل تشكيل مه‌دود فوتوشيميايي، نازك شدن (تخليه‌ي) ازن و تشكيل ازن مي‌باشند. لذا كنترل VOCهاي موجود در هوا، جزء مهمترين اهداف در مبحث آلودگي هوا مي‌باشد. روش‌هاي مختلفي براي حذف VOCها وجود دارد كه اكسيداسيون كاتاليستي مهم‌ترين آنها مي‌باشد. در اين اختراع نانو كاتاليست لانتانيوم- منگنز به همراه منگنز اضافي (LaMn1 xO3 d) تهيه گرديد و استفاده از اين كاتاليست اختراعي در اكسيداسيون تركيبات آلي فرار بررسي شد كه تا به حال چنين گزارشي منتشر نشده است. استفاده از فرا استوكيومتري منگنز در اين كاتاليست اختراعي موجب پايين آمدن دماي حذف مواد آلي فرار، كاهش چشمگير هزينه‌هاي عمليات حرارتي سيستم‌ها، افزايش سطح و فعاليت كاتاليست ‌مي‌شود.

خلاصه در پرونده يافت نشد به شرح و توصيف مراجعه شود

نانو جاذب هیبریدی

در توليد گاز سنتز با تلفيق راكتورهاي اتوترمال Autothrmal و Gas Heated Reformer GHR گازهاي داغ خروجي از راكتور اتوترمال وارد پوسته راكتور GHR كه مبدلي لوله و پوسته اي است مي شود و حرارت لازم براي واكنش هاي گرماگير انجام شده درون لوله ها را تامين مي كند. يك مورد اصلي در كاركرد راكتورهاي GHR اختلاف انبساط لوله و پوسته است كه حتما بايد مكانيسمي براي حذف آن بكار برده شود و ديگري اختلاط گازهاي لوله و پوسته مي باشد كه بايد با حذف و يا به حداقل برسد. در اختراع حاضر ، لوله ها روي صفحه لوله هاي بالا آب بندي شده است به طوري كه لوله ها قادر به حركت درون صفحه لوله ها مي باشند. در ضمن يك صفحه با قسمت بالاي مبدل اضافه شده است. به اين وسيله بين گازهاي پوسته و قسمت گازهاي لوله فاصله اي ايجاد شده است و بوسيله عبور گازهاي CO2 و يا بخار آب (كه در هر دو قسمت يعني قسمت لوله ها و قسمت پوسته وجود دارند) در اين فضا نشت از اين قسمت به دو قسمت ديگر انجام مي شود و به اين صورت گازهاي پوسته و لوله با هم مخلوط نمي شوند. با اين طرح تمام خواسته هاي ما قابل تحقق است، مثل انبساط آزاد لوله ها، عدم تنش روي صفحه لوله ها ، راحتي پر و خالي كردن كاتاليست افزايش انتقال حرارت و در نتيجه كاهش تعداد لوله ها، عدم نشت گازهاي لوله و پوسته به يكديگر.

در اين اختراع فرايندي ابداع شده است كه طي آن گاز سنتز با نسبت متناسب H2/CO و يا H2(2CO+3CO2 با انعطاف بدست مي آيد. خوراك گاز طبيعي به دو بخش تقسيم مي شود. بخشي از آن در كوره تحت فشار به همراه هوا و ازت اضافي برگشتي مي سوزد و گازهاي داغ احتراق در جداره راكتور CHR (Gas Heated Reformer حرارت واكنش رفورمينگ را تامين مي كنند و پس از توليد بخار و پيش گرم كردن خوراك ورودي به راكتور GHR وارد واحد جداسازي CO2 جدا شده به واكنش و بقيه از فرايند خارج مي شود. ازت نيز به دو بخش تقسيم و بخشي به خط ورودي هواي كوره برگشته و بخشي از سيستم خارج مي شود. بخش ديگر گاز طبيعي ورودي بهمراه CO2 برگشتي و بخار آب توليدي در خود واحد پس از پيش گرم شدن با گازهاي خروجي راكتور وارد راكتور شده و پس از انجام واكنش و تبديل به گاز سنتز با نسبت دلخواه وارد ديگ بخار و سپس پيش گرم كن خوراك مي شود. سپس در صورت نياز وارد واحد جداسازي CO2 شده و CO2 جدا شده به خوراك بر مي گردد و در غير اين صورت به واحد مصرف كننده آن قابل انتقال است. فشرده بودن واحد عدم نياز به اكسيژن حداقل آلودگي محيط زيست استفاده مناسب از كربن هاي موجود در گاز طبيعي ورودي سادگي تغيير نسبت H2/CO در محصولات خروجي از امتيازات اين فرايند است.

اين اختراع مرتبط با جاذب گاز نيتروژن با زئوليت سلسلسه مراتبي نوع X تعويض يوني شده است. اكثر مطالعات براي جذب نيتروژن تا كنون بر اصلاح زئوليت‌ها با تعويض كاتيوني يا نشاندن فلزات فعال تمركز داشته است و زئوليت‌هاي سلسله مراتبي X تا كنون به عنوان جاذب نيتروژن استفاده نشده‌اند. در اين راستا براي ايجاد ساختار سلسله مراتبي، زئوليت 13X با يون NH4+ فراورش شد(HX)، و سپس به منظور ارتقاي ظرفيت جذب نيتروژن تعويض يوني آن با Ca2+ انجام شد(CaHX). نشان داده شد كه با افزايش فشار ظرفيت جذب N2 براي HX و CaHXپيوسته افزايش مي‌يابد (بدون اشباع شدن)، در حالي كه NaX و CaNaXتقريبا به نقطه اشباع نزديك مي‌شوند. براي مثال، براي CaHX ظرفيت جذب N2 در فشار 35 bar به ترتيب 57% و 102% بيشتر از CaNaX و NaX است. بهبود قابل توجه در ظرفيت جذب N2 براي CaHX با جذب چند لايه نيتروژن در فشارهاي بالا در مزوحفرات به عنوان مكانيزم اصلي توضيح داده شده است. اين جاذب‌ها براي استفاده در فرايند جداسازي بر مبناي جذب نيتروژن مانند فرايندجداسازي هليم از نيتروژن و فرايند خالص سازي هيدروژن با تكنولوژي جذب سطحي با تناوب فشار (PSA) و فرايندهاي مشابه طراحي و ساخته شده است.