Activated carbon has a wide range of applications as a porous material in the liquid or gas phase adsorption process. The physical process of activated carbon production is divided into two stages thermal decomposition and activation. In this study, only the activation stage has been studied because it is very important in the properties of activated carbon being produced. The production of activated carbon from horticultural waste not only leads to cheap production and supply of many industrial and environmental necessities but also reduces the amount of the produced solid waste. Iran produces about 94,000 tons of pistachio husk annually, which is a good raw material for the production of activated carbon. The profitability index of activated carbon production in Iran is equal to 3.63, which in the case of export, the profitability index will be tripled. Studies have shown that temperature, period, and activation gas flow are the key factors affecting burn-off and iodine number during activated carbon production. Among the various activators tested, steam was found to be the most efficient, with the fastest activation time. For pistachio crops, the minimum iodine number required for economic efficiency is 600 mg g-1, while the highest specific surface area according to the BET test is 1062.2 m2 g-1.

1. Research Article
Vol. 13, No. 2, 2023, p. 135-146
Thermal and Mechanical Analysis of Rotary Kiln of Activated Carbon
Producing Reactor
S. Naderi Parizi1
, R. Alimardani 2*
, M. Soleimani3
, H. Mousazadeh4
1- Ph.D. Student of Mechanic of Biosystem, Department of Mechanics of Agricultural Machinery Engineering,
University of Tehran, Iran
2- Professor of Mechanic of Biosystem, Department of Mechanics of Agricultural Machinery Engineering, University
of Tehran, Iran
3- Associate Professor of Chemical Engineering, Department of Chemical Engineering, Amirkabir University of
Technology (Tehran Polytechnic), Tehran, Iran
4- Associate Professor of Mechanic of Biosystem, Department of Mechanics of Agricultural Machinery Engineering,
University of Tehran, Iran
(*- Corresponding Author Email: rmardani@ut.ac.ir)
https://doi.org/10.22067/jam.2021.71896.1055
How to cite this article:
Naderi Parizi, S., Alimardani, R., Soleimani, M., & Mousazadeh, H. (2023). Thermal and
Mechanical Analysis of Rotary Kiln of Activated Carbon Producing Reactor. Journal of
Agricultural Machinery, 13(2), 135-146. (in Persian with English abstract).
https://doi.org/10.22067/jam.2021.71896.1055
Received: 23 August 2021
Revised: 11 December 2021
Accepted: 14 December 2021
Available Online: 14 December 2021
Introduction
Activated carbon has a wide range of applications as a porous material in the liquid or gas phase adsorption
process. The physical process of activated carbon production is divided into two stages thermal decomposition
and activation. In this study, only the activation stage has been studied because it is very important in the
properties of activated carbon being produced.
The production of activated carbon from horticultural waste not only leads to cheap production and supply of
many industrial and environmental necessities but also reduces the amount of the produced solid waste. Iran
produces about 94,000 tons of pistachio husk annually, which is a good raw material for the production of
activated carbon. The profitability index of activated carbon production in Iran is equal to 3.63, which in the case
of export, the profitability index will be tripled.
Studies have shown that temperature, period, and activation gas flow are the key factors affecting burn-off
and iodine number during activated carbon production. Among the various activators tested, steam was found to
be the most efficient, with the fastest activation time. For pistachio crops, the minimum iodine number required
for economic efficiency is 600 mg g-1
, while the highest specific surface area according to the BET test is 1062.2
m2
g-1
.
Materials and Methods
A Mannesmann tube made of 10 mm thick steel was used to construct the rotating reactor. To minimize heat
loss during operation, the kiln body was insulated with a ceramic blanket capable of withstanding temperatures
up to 1400°C. The kiln had a length and diameter of 190 cm and 48 cm, respectively, and operated at a
temperature of 600°C, requiring approximately 25 kWh of energy for heating. CATIA V5 R21 software was
employed to design the device, while ANSYS R20 software was used for thermal and mechanical analysis. The
rotary reactor was identified as a critical component due to the high levels of thermal and mechanical stress it
experiences. To address these issues, a thermal and fluid analysis was conducted, followed by a mechanical
analysis using the results from the prior step. Subsequently, experimental tests were performed on the actual
model, and the results were analyzed using statistical methods, including the T-student test in IBM SPSS
software.
The central heating unit and its surroundings were modeled using ANSYS CFX to obtain valuable
information on fluid velocity, radiant properties, and heat transfer within the kiln and surrounding area at an
operating temperature of 650°C. The analysis revealed uniform steam flow velocity between the kiln and the
heating unit. To accommodate longitudinal expansion resulting from heat stress, taller rollers were employed to
Journal of Agricultural Machinery
Homepage: https://jame.um.ac.ir

2. 631
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
31
‫شماره‬ ،
2
‫تابستان‬ ،
3042
allow freedom of movement in that direction, while the lateral movement was unrestricted. This arrangement
allows the reactor length to increase under varying temperatures. The reactor's end was designed with grooves
and pressure plates, incorporating abrasion and compression plates made from refractory fibers to effectively
seal the device. Furthermore, telescopic movement of the parts compensates for expansion effects.
Results and Discussion
The operating temperature of the system was gradually increased to reduce thermal stresses in the reactor
shell. This led to a maximum increment in a longitudinal increase of 11.75 mm. Results from five sets of
experimental tests and five software analyses demonstrated no significant differences between the experimental
and analytical results at a significance level of 5%. Based on the thermal contour analysis, the thickness of the
insulation layer was determined to be 5 cm. To control the operating temperature of the device, two methods
were employed: adjusting the flame length of the burner and using different types of exhaust outlets. These
measures effectively reduced thermal stress on the device.
Conclusion
Thermal and mechanical analysis were useful methods for predicting heat distribution, thermal stresses, and
potential dimensional changes in the activated carbon reactor. To compensate for possible alterations in the
reactor's length and diameter, abrasive plates and friction washers were implemented. Careful control of fuel
input to the burner and regulation of exhaust gas flow helped effectively reduce thermal stresses on the device.
Keywords: Activated Carbon, Activation, Pyrolysis, Steam

3. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫پاریزي‬ ‫نادري‬
‫مکانيکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحليل‬
‫کوره‬
‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫توليد‬ ‫رآکتور‬ ‫دوار‬
631
‫پژوهشی‬ ‫مقاله‬
‫جلد‬
31
‫شماره‬ ،
2
‫تابستان‬ ،
3042
‫ص‬ ،
301
-
311
‫مکانیکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحلیل‬
‫کوره‬
‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫تولید‬ ‫رآکتور‬ ‫دوار‬
‫پاریزی‬ ‫نادری‬ ‫سجاد‬
3
‫علیمردانی‬ ‫رضا‬ ،
3
*
‫سلیمانی‬ ‫منصوره‬ ،
2
‫موسی‬ ‫حسین‬ ،
‫زاده‬
3
:‫دریافت‬ ‫تاریخ‬
10
/
10
/
0011
:‫پذیرش‬ ‫تاریخ‬
32
/
10
/
0011
‫چکیده‬
‫کرب‬ ‫تولید‬ ‫اصلی‬ ‫فرآیند‬ .‫دارد‬ ‫کاربرد‬ ‫گاز‬ ‫و‬ ‫مایع‬ ‫فازهاي‬ ‫در‬ ‫مختلف‬ ‫جداسازي‬ ‫فرآیندهاي‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫باال‬ ‫جذب‬ ‫ظرفیت‬ ‫با‬ ‫جاذب‬ ‫یک‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬
،‫فعال‬ ‫ن‬
‫فعال‬ ‫کوره‬ ‫در‬ ‫تولیدشده‬ ‫کربن‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫اولیه‬ ‫خام‬ ‫ماده‬ ‫پیرولیز‬ ‫شامل‬
‫می‬ ‫فعال‬ ،‫سازي‬
‫فعال‬ ‫مرحله‬ ‫اهمیت‬ ‫به‬ ‫باتوجه‬ .‫شود‬
‫کرب‬ ‫خواص‬ ‫در‬ ‫سازي‬
،‫تولیدي‬ ‫فعال‬ ‫ن‬
‫فعال‬ ‫بخش‬ ‫کوره‬ ‫مکانیکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحلیل‬ ‫مقاله‬ ‫این‬ ‫در‬
‫نرم‬ ‫با‬ ‫اولیه‬ ‫مدل‬ .‫گرفت‬ ‫قرار‬ ‫توجه‬ ‫مورد‬ ‫ساز‬
‫افزار‬
CATIA V5 R27
‫نیرم‬ ‫بیا‬ ‫و‬ ‫طراحیی‬
‫افیزار‬
ANSYS R20
‫طول‬ ‫تغییر‬ .‫شد‬ ‫مکانیکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحلیل‬
‫در‬ ‫گرمیایی‬ ‫جریان‬ ‫گردش‬ ‫نحوه‬ ‫و‬ ‫گرمایی‬ ‫تلفات‬ ‫همچنین‬ ‫و‬ ‫دوار‬ ‫کوره‬ ‫حرارت‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫هاي‬
‫هم‬ ‫کوره‬ .‫گردید‬ ‫ادغام‬ ‫مکانیکی‬ ‫تحلیل‬ ‫یک‬ ‫با‬ ‫نتایج‬ ‫سپس‬ ،‫انجام‬ ‫کوره‬ ‫سیاالتی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحلیل‬ ‫ابتدا‬ ‫منظور‬ ‫همین‬ ‫به‬ .‫شد‬ ‫بررسی‬ ‫کوره‬ ‫داخل‬
‫واحد‬ ‫با‬ ‫راه‬
‫گرم‬
‫محیط‬ ‫در‬ ‫کوره‬ ‫اطراف‬ ‫دامنه‬ ‫و‬ ‫مرکزي‬ ‫ایش‬
ANSYS CFX
‫مدل‬
‫حدود‬ ‫داخلی‬ ‫دیواره‬ ‫دماي‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫نتایج‬ .‫شد‬ ‫سازي‬
°
C
011
‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ .‫است‬
‫می‬ ‫اعمال‬ ‫جانبی‬ ‫واشر‬ ‫توسط‬ ‫واقعی‬ ‫مدل‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫کوره‬ ‫سمت‬ ‫یک‬ ‫کردن‬ ‫مهار‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫بدنه‬ ‫داخلی‬ ‫دماي‬ ‫میزان‬
‫شود‬
،
‫محیور‬ ‫راسیتاي‬ ‫در‬ ‫کوره‬ ‫طول‬ ‫تغییر‬ ‫میزان‬
‫اف‬
‫معادل‬ ،‫قی‬
mm
57
/
00
‫نشیان‬ ‫آمیاري‬ ‫تحلییل‬ ‫از‬ ‫حاصیل‬ ‫نتایج‬ ‫و‬ ‫گرفت‬ ‫انجام‬ ‫واقعی‬ ‫مدل‬ ‫روي‬ ‫تجربی‬ ‫آزمون‬ ‫سپس‬ .‫شد‬ ‫محاسبه‬
‫وجیود‬ ‫عیدم‬ ‫دهنیده‬
‫معنی‬ ‫اختالف‬
‫مدل‬ ‫نتایج‬ ‫بین‬ ‫دار‬
‫می‬ ‫تجربی‬ ‫و‬ ‫سازي‬
‫تکیه‬ ‫و‬ ‫غلتک‬ ‫از‬ ‫آن‬ ‫مهار‬ ‫براي‬ ‫نهایت‬ ‫در‬ .‫باشد‬
‫گاه‬
‫ورق‬ ،‫مناسب‬ ‫هاي‬
‫صیفحات‬ ‫بیا‬ ‫همیراه‬ ‫سایشی‬ ‫هاي‬
‫فشار‬
‫سرامیکی‬ ‫عایق‬ ‫از‬ ‫گرمایی‬ ‫تلفات‬ ‫مهار‬ ‫براي‬ ‫و‬ ‫ي‬
7
‫سانتی‬
.‫گردید‬ ‫استفاده‬ ‫متري‬
‫واژه‬
‫کلیدی‬ ‫های‬
:
‫فعال‬ ،‫حرارتی‬ ‫و‬ ‫مکانیکی‬ ‫تحلیل‬ ،‫پیرولیز‬ ،‫آب‬ ‫بخار‬
‫فعال‬ ‫کربن‬ ،‫سازي‬
‫مقدمه‬
1
‫به‬ ‫فعال‬ ‫زغال‬ ‫یا‬ ‫کربن‬
‫و‬ ‫مهم‬ ‫کاربردهاي‬ ‫متخلخل‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫عنوان‬
‫گسترده‬
‫تهییه‬ ‫کیربن‬ ‫حیاوي‬ ‫گییاهی‬ ‫مواد‬ ‫پیرولیز‬ ‫از‬ ‫ماده‬ ‫این‬ .‫دارد‬ ‫اي‬
‫میی‬
‫شیود‬
(Jadidian, Talaee, Mahdavi, & Homsi, 2016)
.
‫به‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬
‫در‬ ،‫پایین‬ ‫قیمت‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫جذب‬ ‫ظرفیت‬ ‫با‬ ‫جاذب‬ ‫یک‬ ‫عنوان‬
‫بسییار‬ ‫کاربردهیاي‬ ‫گاز‬ ‫و‬ ‫مایع‬ ‫فاز‬ ‫از‬ ‫جذب‬ ‫فرآیندهاي‬
‫از‬ .‫دارد‬ ‫فراوانیی‬
‫می‬ ‫مایع‬ ‫فاز‬ ‫در‬ ‫ماده‬ ‫این‬ ‫کاربردهاي‬ ‫جمله‬
‫رنگ‬ ‫به‬ ‫توان‬
‫مح‬ ‫از‬ ‫بري‬
‫لیول‬
،‫فاضالب‬ ‫و‬ ‫پساب‬ ،‫آشامیدنی‬ ‫آب‬ ‫تصفیه‬ ،‫شکر‬
‫جداسیازي‬ ‫ییا‬ ‫بازیافیت‬
‫ماسک‬ ‫در‬ ‫استفاده‬ ‫به‬ ‫گاز‬ ‫فاز‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫سنگین‬ ‫و‬ ‫ارزش‬ ‫با‬ ‫فلزات‬
‫گیاز‬ ‫هیاي‬
‫نمیییود‬ ‫اشیییاره‬
(Ozsin, Yucel, & Behlulgil, 2011;
Tehranizadeh, Ghazanfari moghadam, & Hashemipour
rafsanjani, 2012)
.
0
-
‫ماشین‬ ‫مکانیک‬ ‫مهندسی‬ ‫گروه‬
‫فنیاوري‬ ‫و‬ ‫مهندسیی‬ ‫دانشیکده‬ ،‫کشیاورزي‬ ‫هیاي‬
‫دانشگاه‬ ،‫طبیعی‬ ‫منابع‬ ‫و‬ ‫کشاورزي‬ ‫پردیس‬ ،‫کشاورزي‬
‫ایران‬ ،‫کرج‬ ،‫تهران‬
3
-
‫ایران‬ ،‫تهران‬ ،‫امیرکبیر‬ ‫صنعتی‬ ‫دانشگاه‬ ،‫شیمی‬ ‫مهندسی‬ ‫دانشکده‬
*(
-
:‫مسئول‬ ‫نویسنده‬
Email: rmardani@ut.ac.ir
)
https://doi.org/10.22067/jam.2021.71896.1055
‫میواد‬ ‫کمیی‬ ‫مقیدار‬ ‫و‬ ‫کربن‬ ‫زیادي‬ ‫مقدار‬ ‫داراي‬ ‫که‬ ‫ارزانی‬ ‫ماده‬ ‫هر‬
‫می‬ ‫باشد‬ ‫معدنی‬
‫به‬ ‫تواند‬
‫استفاده‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫تولید‬ ‫براي‬ ‫خام‬ ‫ماده‬ ‫عنوان‬
‫متداول‬ .‫شود‬
‫کیربن‬ ‫تولیید‬ ‫بیراي‬ ‫کیه‬ ‫خامی‬ ‫مواد‬ ‫ترین‬
‫اسیتفاده‬ ‫فعیال‬
‫می‬
‫زغیال‬ ،‫قییردار‬ ‫زغیال‬ ،‫گیاهیان‬ ‫از‬ ‫برخیی‬ ،‫ویوب‬ :‫از‬ ‫عبارتنید‬ ‫شوند‬
‫قهوه‬
‫میوه‬ ‫پوسته‬ ،‫نارگیل‬ ‫پوسته‬ ،‫لیگنین‬ ،‫اي‬
‫گیردو‬ ،‫فندوق‬ ‫وون‬ ‫هایی‬
،
‫یته‬
‫ی‬‫پس‬
‫و‬
‫یره‬
‫ی‬‫غی‬
(Chen, Chen, Sun, Zheng, & Fu, 2016;
Hoseinzadeh & Rahmani, 2012)
.
‫را‬ ‫تولیدي‬ ‫زائد‬ ‫مواد‬ ‫از‬ ‫بخشی‬
‫می‬ ‫تشکیل‬ ‫باغبانی‬ ‫زائد‬ ‫مواد‬
‫نیم‬ ‫و‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫بیش‬ ‫وجود‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫دهد‬
‫باغبیانی‬ ‫زائید‬ ‫میواد‬ ،‫بیاغی‬ ‫محصوالت‬ ‫کشت‬ ‫زیر‬ ‫سطح‬ ‫هکتار‬ ‫میلیون‬
‫قابل‬
‫می‬ ‫تولید‬ ‫کشور‬ ‫در‬ ‫توجهی‬
‫شود‬
(Sayyahzadeh, Ganjidoust,
& Ayati, 2014)
‫بیر‬ ‫عیالوه‬ ،‫باغبیانی‬ ‫زائد‬ ‫مواد‬ ‫از‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫تولید‬ .
‫و‬ ‫صینعتی‬ ‫نیازهیاي‬ ‫از‬ ‫بسیاري‬ ‫تامین‬ ‫و‬ ‫فرآورده‬ ‫این‬ ‫قیمت‬ ‫ارزان‬ ‫تولید‬
‫زیست‬
‫محیطی‬
‫تولییدي‬ ‫جامد‬ ‫زائد‬ ‫مواد‬ ‫حجم‬ ‫کاهش‬ ‫باعث‬ ،
‫بیه‬ ‫نییل‬ ‫و‬
‫پایدار‬ ‫توسعه‬
‫می‬
‫ده‬ ‫طی‬ ‫اساس‬ ‫برهمین‬ .‫شود‬
‫ه‬
‫زمینیه‬ ‫در‬ ،‫گذشیته‬ ‫هاي‬
‫کیم‬ ‫زائید‬ ‫مواد‬ ‫از‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫تولید‬
‫صیورت‬ ‫متعیددي‬ ‫تحقیقیات‬ ،‫ارزش‬
‫اسیت‬ ‫گرفتیه‬
(Patil & Kulkarni, 2012; Sayyahzadeh et al.,
2014)
،‫وزنیی‬ ‫درصد‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫کمتر‬ ‫غلظت‬ ‫با‬ ‫فرار‬ ‫آلی‬ ‫مواد‬ ‫جذب‬ ‫براي‬ .
‫نشریه‬
‫ماشين‬
‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
https://jame.um.ac.ir

4. 631
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
31
‫شماره‬ ،
2
‫تابستان‬ ،
3042
‫می‬
‫به‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫ثابت‬ ‫بسترهاي‬ ‫از‬ ‫توان‬
‫باصیرفه‬ ‫و‬ ‫موثر‬ ‫روشی‬ ‫عنوان‬
‫کرد‬ ‫استفاده‬
(Fatemi & Saadatmehr, 2005)
.
‫بیه‬ ‫پسته‬ ‫اصلی‬ ‫منشا‬ ‫تنها‬ ‫نه‬ ‫ایران‬ ‫سرزمین‬
‫میی‬ ‫شیمار‬
‫بلکیه‬ ،‫آیید‬
‫دیرباز‬ ‫از‬ ‫پسته‬ ‫کشت‬
‫سیال‬ ‫در‬ ‫کیه‬ ‫طیوري‬ ‫بیه‬ .‫است‬ ‫بوده‬ ‫رایج‬ ‫آن‬ ‫در‬
0211
‫بزرگ‬ ‫ایران‬ ،
‫بیوده‬ ‫جهان‬ ‫در‬ ‫پسته‬ ‫صادرکننده‬ ‫و‬ ‫تولیدکننده‬ ‫ترین‬
‫حدود‬ ‫که‬
70
‫حدود‬ ‫و‬ ‫جهانی‬ ‫تولید‬ ‫از‬ %
51
‫را‬ ‫پسته‬ ‫جهانی‬ ‫صادرات‬ ‫از‬ %
‫بییود‬ ‫داده‬ ‫اختصییاص‬ ،‫خییود‬ ‫بییه‬
(NaderiParizi, Beheshti, &
Roustapour, 2015)
.
‫طیی‬ ‫کشیور‬ ‫در‬ ‫پسیته‬ ‫سیاالنه‬ ‫تولیید‬ ‫مییزان‬
‫سال‬
‫هاي‬
0200
‫و‬
0200
‫و‬
0201
‫به‬
‫ترتیب‬
301
،
337
‫و‬
007
‫تن‬ ‫هزار‬
‫است‬ ‫شده‬ ‫گزارش‬
(Iran pistachio association, 2017)
‫توجیه‬ ‫با‬ .
‫این‬ ‫به‬
‫حدود‬ ‫که‬
07
%
‫تشیکیل‬ ‫آن‬ ‫سیخت‬ ‫پوسیت‬ ‫را‬ ‫محصیول‬ ‫ایین‬ ‫از‬
‫می‬
‫می‬ ،‫دهد‬
‫پیش‬ ‫توان‬
‫ساالنه‬ ‫که‬ ‫نمود‬ ‫بینی‬
‫کشور‬ ‫در‬
‫حیدود‬
00
‫هیزار‬
‫زائد‬ ‫مواد‬ ‫تن‬
‫محصول‬ ‫نوع‬ ‫یک‬ ‫همین‬ ‫از‬ ‫فقط‬
‫یافیت‬
‫میی‬
.‫شیود‬
‫حجیم‬
‫پسیته‬ ‫پ‬‫ا‬‫(عمیدت‬ ‫سیخت‬ ‫پوست‬ ‫از‬ ‫عظیمی‬
‫زمیین‬ ‫در‬ ،)،‫پیو‬ ‫هیاي‬
‫هیاي‬
‫نابود‬ ‫کشور‬ ‫کشاورزي‬
‫همسیایه‬ ‫کشیورهاي‬ ‫در‬ ،‫انید‬ ‫قیمیت‬ ‫بیا‬ ‫ییا‬ ‫و‬
‫به‬
‫می‬ ‫مصرف‬ ‫سوخت‬ ‫عنوان‬
‫درصورتی‬ .‫شود‬
‫از‬ ‫فعیال‬ ‫کیربن‬ ‫تولید‬ ‫با‬ ‫که‬
‫می‬ ‫ضایعات‬ ‫این‬
‫ب‬ ‫عالوه‬ ‫توان‬
‫صیادرات‬ ‫بیا‬ ،‫داخلی‬ ‫صنایع‬ ‫نیاز‬ ‫رفع‬ ‫ر‬
‫آن‬
‫پ‬‫ا‬‫تقریبی‬ ،‫فعیال‬ ‫کیربن‬ ‫کیلیوگرم‬ ‫هر‬ .‫کرد‬ ‫ایجاد‬ ‫نیز‬ ‫ارزآوري‬ ‫کشور‬ ‫براي‬
‫فرآوري‬ ‫حاصل‬
kg
01
‫می‬ ‫پسته‬ ‫سخت‬ ‫پوست‬
‫هیر‬ ‫فروش‬ ‫قیمت‬ .‫باشد‬
‫ویژگی‬ ‫به‬ ‫بسته‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫کیلوگرم‬
‫بیین‬ ‫محصیول‬ ‫هیاي‬
3
‫تیا‬
7
‫دالر‬
‫(متوسط‬
0
‫می‬ )‫دالر‬
‫از‬ ‫اسیتفاده‬ ‫بیه‬ ‫باتوجیه‬ .‫باشید‬
‫از‬ ‫حاصیل‬ ‫گرمیاي‬
،‫پسیته‬ ‫پوست‬ ‫کربونیزاسیون‬
‫سیوخت‬ ‫مصیرف‬ ‫بیه‬ ‫نییاز‬ ‫بیدون‬ ‫فرآینید‬
‫هزینه‬ ‫و‬ ‫انجام‬ ‫قابل‬ ‫خارجی‬
‫هزینه‬ ‫شامل‬ ‫فقط‬ ‫فرآوري‬
‫هاي‬
‫و‬ ‫عملییاتی‬
‫حدود‬
0
/
1
‫دالر‬
‫خام‬ ‫ماده‬ ‫کیلوگرم‬ ‫هر‬ ‫ازاي‬ ‫به‬
‫میی‬
‫احتسیاب‬ ‫بیا‬ .‫باشید‬
‫(حیدود‬ ‫پسیته‬ ‫پوسیت‬ ‫خرید‬ ‫قیمت‬
0
/
1
،)‫کیلیوگرم‬ ‫هیر‬ ‫ازاي‬ ‫بیه‬ ‫دالر‬
‫سودآ‬ ‫شاخص‬
‫معادل‬ ‫ایران‬ ‫در‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫تولید‬ ‫وري‬
02
/
2
‫بیود‬ ‫خواهید‬
‫رسیید‬ ‫خواهید‬ ‫برابیر‬ ‫سیه‬ ‫بیه‬ ‫شیاخص‬ ‫ایین‬ ،‫صیادرات‬ ‫صورت‬ ‫در‬ ‫که‬
(Daneshmandi, Azizi, & Farush, 2014)
.
‫تحقیقی‬ ‫در‬
‫فعال‬ ‫و‬ ‫پسته‬ ‫پوست‬ ‫آزمایشگاهی‬ ‫سنتز‬ ‫با‬
‫در‬ ‫آن‬ ‫سیازي‬
‫دي‬ ‫مجاورت‬ ‫در‬ ‫دوار‬ ‫راکتور‬
‫عامیل‬ ‫سیه‬ ‫اثیر‬ ،‫آب‬ ‫بخیار‬ ‫و‬ ‫کربن‬ ‫اکسید‬
‫فعال‬ ‫دماي‬
‫مییزان‬ ‫روي‬ ‫بیر‬ ‫اکسییدکننده‬ ‫گیاز‬ ‫دبی‬ ‫و‬ ‫ماند‬ ‫زمان‬ ،‫سازي‬
‫سوختن‬ ‫میزان‬ ‫و‬ ‫یدي‬ ‫عدد‬
0
‫شد‬ ‫بررسی‬
.
‫اسیتاندارد‬ ‫مرجیع‬ ‫اسیاس‬ ‫بیر‬
ASTM D4607-94
‫به‬ ‫یدي‬ ‫عدد‬ ،
‫میلی‬ ‫صورت‬
‫به‬ ‫شده‬ ‫جذب‬ ‫ید‬ ‫گرم‬
‫میی‬ ‫تعرییف‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫گرم‬ ‫یک‬ ‫ازاي‬
.‫شیود‬
‫محققیین‬
‫دمیا‬ ‫بهینیه‬
‫ي‬

C
7
/
100
،
‫مانید‬ ‫زمیان‬
min
01
‫بخیار‬ ‫دبیی‬ ‫و‬
lit min-1
0
/
05
‫در‬ ‫را‬
‫فعال‬
‫آب‬ ‫بخیار‬ ‫با‬ ‫سازي‬
‫گیزارش‬
‫کردنید‬
(Bhati, Mahur, Dixit, &
Choubey, 2013; Kamandari, Hashemipour rafsanjani,
Najarzadeh, & Rezaei, 2012)
.
‫بیراي‬ ‫الزم‬ ‫ییدي‬ ‫عیدد‬ ‫حیداقل‬
‫بهره‬
‫اکتیو‬ ‫کربن‬ ‫اقتصادي‬ ‫وري‬
mgr gr-1
011
‫میی‬
‫باشید‬
(Aquino,
1- Burn off
Hernandez, & Capareda, 2007)
.
‫در‬
‫پژوهشی‬
‫مقایسه‬
‫تولیدي‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫سختی‬ ‫روي‬ ‫اي‬
‫روش‬ ‫بیه‬
‫آب‬ ‫بخار‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫فیزیکی‬
‫انجیام‬ ‫مختلیف‬ ‫کشاورزي‬ ‫ضایعات‬ ‫از‬
‫گرفت‬
‫آن‬ ‫در‬ ‫و‬
‫در‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫داده‬ ‫نشان‬
‫هلیو‬ ‫هسیته‬ ،‫یکسیان‬ ‫ییدي‬ ‫عدد‬
‫پایین‬ ‫پسته‬ ‫پوست‬ ‫و‬ ‫باالترین‬
‫افیزایش‬ ‫بیا‬ ‫همواره‬ .‫دارد‬ ‫را‬ ‫سختی‬ ‫ترین‬
‫می‬ ‫کاسته‬ ‫سختی‬ ‫میزان‬ ‫از‬ ‫یدي‬ ‫عدد‬
‫ب‬ ‫که‬ ‫شود‬
‫ه‬
‫ویژه‬ ‫سطح‬ ‫ایجاد‬ ‫دلیل‬
‫می‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫ساختار‬ ‫شدن‬ ‫سست‬ ‫و‬ ‫زیاد‬
‫باشید‬
(Safa, Azimirad,
Kamandari, & Bayat, 2016)
.
‫که‬ ‫پژوهشی‬ ‫در‬
‫از‬ ‫فیزیکیی‬ ‫روش‬ ‫بیه‬ ‫تولیدي‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫روي‬ ‫بر‬
‫د‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫بیان‬ ‫و‬ ‫انجام‬ ‫زیتون‬ ‫باگاس‬
‫فعال‬ ‫ماي‬
‫مهم‬ ‫سازي‬
‫عامیل‬ ‫تیرین‬
‫است‬ ‫فرآیند‬ ‫این‬ ‫در‬
.
‫ب‬
‫ه‬
‫طوري‬
‫فعیال‬ ‫کیه‬
‫دمیاي‬ ‫در‬ ‫سیازي‬

C
011
،
3
/
2
‫سریع‬ ‫برابر‬
‫دماي‬ ‫از‬ ‫تر‬

C
571
‫می‬ ‫انجام‬
‫تخلخیل‬ ‫میزان‬ ‫بیشترین‬ .‫شود‬
‫در‬
‫دماي‬

C
011
‫ماند‬ ‫زمان‬ ‫و‬
min
07
‫مییزان‬ ‫بیه‬
m2
gr-1
0010
‫بیر‬
‫آزمیییون‬ ‫اسیییاس‬
BET
‫شییید‬ ‫گیییزارش‬
(Demiral, Demiral,
Karabacakoĝlu, & Tümsek, 2011; Faramarzi,
Kaghazchi, Ale Ebrahim, & Afshar Ebrahimi, 2015)
.
‫آزمون‬
BET
‫به‬ ‫النگمویر‬ ‫تئوري‬ ‫پایه‬ ‫بر‬
‫منظور‬
‫وییژه‬ ‫سیطح‬ ‫محاسیبه‬
‫حفره‬ ‫ماکرو‬ ‫و‬ ‫مزو‬ ،‫میکرو‬ ‫شامل‬ ‫حفرات‬
‫ایزوترم‬ ‫از‬ ‫ها‬
‫دفع‬ ‫و‬ ‫جذب‬ ‫هاي‬
‫دماي‬ ‫در‬ ‫مایع‬ ‫نیتروژن‬
55
‫به‬ ‫کلوین‬ ‫درجه‬
‫می‬ ‫کار‬
‫رود‬
(
Bhati et al.,
2013
)
.
‫انجیام‬ ‫اکسییژن‬ ‫بدون‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫حرارتی‬ ‫تجزیه‬ ‫فرآیند‬ ‫یک‬ ‫پیرولیز‬
‫می‬
‫تجزیه‬ ‫فرآیند‬ ‫در‬ .‫شود‬
‫ییک‬ ‫محییط‬ ‫در‬ ‫لیگنوسلولزي‬ ‫مواد‬ ،‫حرارتی‬
‫بی‬ ‫گاز‬
‫دماي‬ ‫در‬ ‫اثر‬
011
‫تا‬

C
111
‫می‬ ‫قرار‬
‫فرار‬ ‫مواد‬ ‫و‬ ‫رطوبت‬ ‫و‬ ‫گیرند‬
‫آن‬ ‫از‬
‫می‬ ‫خارج‬ ‫ها‬
‫بیه‬ ‫زغیال‬ ،‫فیرار‬ ‫میواد‬ ‫خیروج‬ ‫اثر‬ ‫در‬ .‫شود‬
‫مانیده‬ ‫جیا‬
‫اسیت‬ ‫فعیال‬ ‫کیربن‬ ‫همیان‬ ‫واقیع‬ ‫در‬ ‫کیه‬ ‫دارد‬ ‫بیاالیی‬ ‫بسییار‬ ‫تخلخل‬
(Aworn, Thiravetyan, & Nakbanpote, 2008;
Tehranizadeh, 2012)
.
‫می‬ ‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫تولید‬ )‫(حرارتی‬ ‫فیزیکی‬ ‫فرآیند‬
‫توان‬
‫حرارت‬ ‫تجزیه‬ ‫اول‬ ‫مرحله‬ :‫کرد‬ ‫تقسیم‬
‫ی‬
3
‫کربنیزاسیو‬ ‫یا‬
‫ن‬
2
‫و‬ ‫اولییه‬ ‫میاده‬
‫فعال‬ ‫دوم‬ ‫مرحله‬
‫سازي‬
0
‫کربن‬
.
‫طیی‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫فرآیندي‬ ‫کربنیزاسیون‬
‫میی‬ ‫افیزوده‬ ‫اولیه‬ ‫ماده‬ ‫در‬ ‫کربن‬ ‫درصد‬ ‫بر‬ ‫آن‬
‫گیر‬
‫دد‬
(Aquino et al.
2007)
.
‫به‬
‫مثال‬ ‫عنوان‬
71
‫میی‬ ‫کربن‬ ‫خشک‬ ‫ووب‬ ‫وزنی‬ ‫درصد‬
،‫باشید‬
‫به‬ ‫کربنیزاسیون‬ ‫از‬ ‫پس‬ ‫که‬
01
-
11
‫میی‬ ‫وزنی‬ ‫درصد‬
‫رسید‬
(Byrne &
Nagle, 1997)
‫اندازه‬ ‫براي‬ ‫پ‬‫ال‬‫معمو‬ .
‫فعال‬ ‫میزان‬ ‫گیري‬
‫مییزان‬ ‫از‬ ‫سازي‬
‫اکسید‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫شدن‬
‫در‬ ‫میاده‬ ‫وزن‬ ‫کیاهش‬ ‫درصد‬ ‫با‬ ‫برابر‬ ‫که‬ ‫گردد‬
‫فعیال‬ ‫زمیان‬ ‫مدت‬
‫اسیت‬ ‫کیربن‬ ‫وزن‬ ‫بیه‬ ‫نسیبت‬ ‫سیازي‬
(Lyubchik,
Benaddi, Shapranov, & Beguin, 1997)
.
‫دي‬ ،‫آب‬ ‫بخار‬
‫اکسیید‬
‫آن‬ ‫یو‬
‫ی‬‫مخل‬ ‫و‬ ‫یربن‬
‫ی‬‫ک‬
‫یداول‬
‫ی‬‫مت‬ ،‫یا‬
‫ی‬‫ه‬
‫ید‬
‫ی‬‫فرآین‬ ‫در‬ ‫یرفی‬
‫ی‬‫مص‬ ‫یاي‬
‫ی‬‫گازه‬ ‫یرین‬
‫ی‬‫ت‬
2- Thermal decomposition
3- Carbonization
4- Activation

5. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫پاریزي‬ ‫نادري‬
‫مکانيکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحليل‬
‫کوره‬
‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫توليد‬ ‫رآکتور‬ ‫دوار‬
631
‫(فعال‬ ‫باال‬ ‫دماي‬ ‫در‬ ‫اکسیداسیون‬
‫سیینتیکی‬ ‫مطالعیات‬ .‫هسیتند‬ )‫سیازي‬
‫می‬ ‫نشان‬
‫فعال‬ ‫سرعت‬ ‫که‬ ‫دهد‬
‫از‬ ‫بیش‬ ‫بار‬ ‫هشت‬ ‫آب‬ ‫بخار‬ ‫توسط‬ ‫سازي‬
‫دي‬
‫می‬ ‫کربن‬ ‫اکسید‬
‫باشد‬
(Ullmann et al., 1985)
.
‫عوامیل‬ ‫بیه‬ ‫نهیایی‬ ‫محصول‬ ‫تخلخل‬ ،‫شده‬ ‫ذکر‬ ‫مطالب‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬
‫فعال‬ ‫عامل‬ ‫نوع‬ ،‫کربونیزاسیون‬ ‫شرایط‬ ،‫خام‬ ‫ماده‬ ‫نوع‬ ‫نظیر‬ ‫متعددي‬
،‫ساز‬
‫فعال‬ ‫زمان‬ ،‫دما‬
‫سا‬
‫ورودي‬ ‫ماده‬ ‫به‬ ‫بخار‬ ‫نسبت‬ ‫و‬ ‫زي‬
0
‫نبود‬ .‫دارد‬ ‫بستگی‬
‫روي‬ ‫پییش‬ ‫مشیکالت‬ ‫جمله‬ ‫از‬ ‫عوامل‬ ‫این‬ ‫دقیق‬ ‫کنترل‬ ‫در‬ ‫فنی‬ ‫دانش‬
‫سامانه‬
‫طیر‬ ‫مانیدن‬ ‫نافرجام‬ ‫بر‬ ‫دلیلی‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫موجود‬ ‫هاي‬
‫انجیام‬ ‫هیاي‬
‫پیرولییز‬ ‫شیامل‬ ،‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫تولید‬ ‫ابتدایی‬ ‫فرآیند‬ .‫است‬ ‫کشور‬ ‫در‬ ‫گرفته‬
‫ت‬ ‫زغال‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫اولیه‬ ‫خام‬ ‫ماده‬
‫مهم‬ ‫در‬ ‫ولیدشده‬
‫(کیوره‬ ‫تولید‬ ‫مرحله‬ ‫ترین‬
‫فعال‬
‫می‬ ‫فعال‬ )‫سازي‬
‫بی‬ ‫لذا‬ .‫شود‬
‫ه‬
‫کیوره‬ ‫سیاخت‬ ‫بیودن‬ ‫پرهزینیه‬ ‫دلییل‬
‫محصیول‬ ‫کیفییت‬ ‫در‬ ‫کربنیزاسییون‬ ‫مرحله‬ ‫جزیی‬ ‫تاثیر‬ ‫و‬ ‫کربنیزاسیون‬
‫صیرف‬ ‫کربنیزاسییون‬ ‫مجموعه‬ ‫ساخت‬ ‫از‬ ‫تحقیق‬ ‫این‬ ‫در‬ ،‫خروجی‬
‫نظیر‬
‫به‬ ‫اولیه‬ ‫مواد‬ ‫و‬ ‫شده‬
‫کربن‬ ‫مرحله‬ ‫خروجی‬ ‫زغال‬ ‫صورت‬
‫صنایع‬ ‫از‬ ‫یزاسیون‬
‫می‬ ‫تهیه‬ ‫کشور‬
‫فعیال‬ ‫مرحلیه‬ ‫روي‬ ‫بیر‬ ‫پژوهش‬ ‫و‬ ‫شود‬
‫متمرکیز‬ ‫سیازي‬
‫می‬
‫شود‬
.
‫بخیش‬ ‫کیوره‬ ‫واحید‬ ‫مکیانیکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحلیل‬ ‫مقاله‬ ‫این‬ ‫در‬
‫فعال‬
.‫است‬ ‫گرفته‬ ‫قرار‬ ‫توجه‬ ‫مورد‬ ‫ساز‬
‫روش‬ ‫و‬ ‫مواد‬
‫ها‬
‫شکل‬
0
‫روش‬ ‫بیه‬ ‫فعیال‬ ‫کیربن‬ ‫پیوسیته‬ ‫تولیید‬ ‫خط‬ ‫از‬ ‫کلی‬ ‫نماي‬
‫فعال‬
‫بخار‬ ‫با‬ ‫فیزیکی‬ ‫سازي‬
‫می‬ ‫نمایش‬ ‫را‬ ‫آب‬
‫دهد‬
‫نصیب‬ ‫کشیور‬ ‫در‬ ‫که‬
‫بهره‬ ‫درحال‬ ‫و‬ ‫شده‬
.‫اسیت‬ ‫بیرداري‬
‫شیکل‬
3
‫پیشینهادي‬ ‫طیر‬ ‫نمیاي‬
‫بهینه‬
‫سیامانه‬ ‫کیه‬ ‫است‬ ‫فوق‬ ‫تولید‬ ‫خط‬ ‫شده‬
‫آن‬ ‫در‬ ‫الزم‬ ‫کنترلیی‬ ‫هیاي‬
‫نرم‬ ‫محیط‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫تعبیه‬
‫اسی‬ ‫شیده‬ ‫طراحیی‬ ‫کتییا‬ ‫افزار‬
‫تیوزین‬ ‫سیامانه‬ .‫ت‬
،‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫پیشنهادي‬ ‫طر‬ ‫خروجی‬ ‫و‬ ‫ورودي‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫دینامیک‬
‫قابلییت‬
‫می‬ ‫و‬ ‫داشته‬ ‫را‬ ‫مواد‬ ‫جرمی‬ ‫دبی‬ ‫تعیین‬
‫مییزان‬ ‫محاسیبه‬ ‫بیه‬ ‫عالوه‬ ‫توان‬
‫بازده‬
3
‫کنتیرل‬ ‫فرآینید‬ ‫در‬ ‫نییز‬ ‫را‬ ‫کیربن‬ ‫به‬ ‫بخار‬ ‫نسبت‬ ‫مقدار‬ ،‫خط‬ ‫کلی‬
‫میواد‬ ‫مانید‬ ‫زمیان‬ ‫تغییر‬ ‫باعث‬ ‫طولی‬ ‫زاویه‬ ‫تغییر‬ ‫سامانه‬ ‫همچنین‬ .‫کرد‬
‫می‬ ‫را‬ ‫ورخش‬ ‫سرعت‬ ‫در‬ ‫تغییر‬ ‫بدون‬ ،‫رآکتور‬ ‫داخل‬
.‫دهد‬
‫مالح‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬
‫میواد‬ ‫نیوع‬ ‫و‬ ‫کیارکرد‬ ‫دماي‬ ‫بحث‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫ظات‬
‫در‬ ‫گیوگرد‬ ‫مییزان‬ ‫بیودن‬ ‫پیایین‬ ‫و‬ ‫آب‬ ‫بخیار‬ ‫وجود‬ ‫همچنین‬ ‫و‬ ‫ورودي‬
‫گذشته‬ ‫تحقیقات‬ ‫در‬ ،‫کوره‬ ‫مجموعه‬
،
‫نیوع‬ ‫اسیتیل‬ ‫فلیز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
201
‫یه‬
‫ی‬‫ب‬ ‫یه‬
‫ی‬‫توج‬ ‫یا‬
‫ی‬‫ب‬ ‫یا‬
‫ی‬‫ام‬ .‫یت‬
‫ی‬‫اس‬ ‫یده‬
‫ی‬‫ش‬ ‫ینهاد‬
‫ی‬‫پیش‬ ‫یوره‬
‫ی‬‫ک‬ ‫یلی‬
‫ی‬‫اص‬ ‫یه‬
‫ی‬‫بدن‬ ‫یراي‬
‫ی‬‫ب‬
‫یدودیت‬
‫ی‬‫مح‬
‫یازار‬
‫ی‬‫ب‬ ‫در‬ ‫آن‬ ‫یاالي‬
‫ی‬‫ب‬ ‫ییار‬
‫ی‬‫بس‬ ‫یت‬
‫ی‬‫قیم‬ ‫و‬ ‫یامین‬
‫ی‬‫ت‬ ‫یاي‬
‫ی‬‫ه‬
‫یه‬
‫ی‬‫لول‬ ‫از‬ ،
‫ضخامت‬ ‫با‬ ‫فوالدي‬ ‫مانیسمان‬
mm
01
‫تحمیل‬ ‫قابلیت‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫استفاده‬
‫اصلی‬ ‫آلیاژ‬ ‫با‬ ‫دوام‬ ‫نظر‬ ‫از‬ ‫فقط‬ ‫و‬ ‫داشته‬ ‫را‬ ‫اکتیواسیون‬ ‫جهت‬ ‫الزم‬ ‫دماي‬
‫نیازهیاي‬ ‫جوابگیوي‬ ، ‫طر‬ ‫بودن‬ ‫آزمایشی‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫متفاوت‬
‫می‬ ‫پروژه‬
‫ق‬ ‫ابعاد‬ ‫افزایش‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫دماي‬ ‫در‬ ‫کوره‬ ‫کارکرد‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ .‫باشد‬
‫ابل‬
1- Steam/Char
2- Yield
‫ساز‬ ،‫کوره‬ ‫مالحظه‬
‫به‬ ‫موضوع‬ ‫این‬ ‫براي‬ ‫مناسبی‬ ‫وکار‬
.‫شید‬ ‫گرفتیه‬ ‫کار‬
‫شکل‬ ‫در‬ ‫منظور‬ ‫این‬ ‫براي‬ ‫پیشنهادي‬ ‫طر‬ ‫از‬ ‫نمایی‬
2
‫می‬ ‫دیده‬
.‫شود‬
‫به‬
‫ییک‬ ‫توسیط‬ ‫کیوره‬ ‫بدنه‬ ،‫حرارتی‬ ‫انرژي‬ ‫هدررفت‬ ‫کاهش‬ ‫منظور‬
‫می‬ ‫احاطه‬ ‫مناسب‬ ‫پوسته‬
‫نسیوز‬ ‫عیایق‬ ‫از‬ ‫پوسته‬ ‫این‬ ‫داخلی‬ ‫سطح‬ .‫شود‬
‫تحمل‬ ‫با‬ ‫سرامیکی‬ ‫پتوي‬
‫(حدود‬ ‫مناسب‬ ‫دمایی‬

C
0011
‫ییک‬ ‫بیا‬ ‫کیه‬ )
‫قسمت‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫پوشیده‬ ‫شده‬ ‫مجهز‬ ‫آلومینیومی‬ ‫روکش‬
‫تحتانی‬ ‫هاي‬
‫می‬ ‫شامل‬ ‫را‬ ‫کوره‬ ‫شاسی‬ ‫از‬ ‫بخشی‬ ‫بدنه‬ ‫این‬
‫کیوره‬ ‫همیراه‬ ‫بیه‬ ‫که‬ ‫شود‬
‫سرعت‬ ‫ایجاد‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫گرفته‬ ‫زاویه‬
‫خواهد‬ ‫شرکت‬ ‫مواد‬ ‫حرکت‬ ‫متفاوت‬ ‫هاي‬
‫کرد‬
.
‫میواد‬ ‫تغذییه‬ ‫بودن‬ ‫یکنواخت‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ‫دلیل‬ ‫به‬
‫بیه‬ ‫ورود‬ ‫هنگیام‬ ‫در‬
‫میی‬ ‫استفاده‬ )‫نقاله‬ ‫نوار‬ ‫(یا‬ ‫مارپیچی‬ ‫تغذیه‬ ‫سامانه‬ ‫از‬ ،‫کوره‬
‫طیول‬ .‫شیود‬
‫کوره‬
cm
001
‫آن‬ ‫قطر‬ ‫و‬
cm
01
‫بیا‬ ‫صورت‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫شد‬ ‫گرفته‬ ‫درنظر‬
‫به‬ ‫توجه‬
01
%
‫کیوره‬ ‫داخیل‬ ‫در‬ ‫میواد‬ ‫میرده‬ ‫وزن‬ ،‫کیوره‬ ‫کف‬ ‫پرشدگی‬
‫حدود‬
kg
0
‫می‬
‫باشد‬
.
‫توجی‬ ‫با‬ )‫تولید‬ ‫اسمی‬ ‫(ظرفیت‬ ‫خروجی‬ ‫مواد‬ ‫دبی‬
‫ه‬
‫سیرعت‬ ‫فرض‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫بوده‬ ‫متغیر‬ ‫کوره‬ ‫طولی‬ ‫زاویه‬ ‫و‬ ‫ورخش‬ ‫سرعت‬ ‫به‬
‫حدود‬ ‫دورانی‬
rpm
2
‫زاویه‬ ‫و‬
2
‫درجه‬
‫ظرفییت‬ ‫بیه‬ ،‫افیق‬ ‫بیه‬ ‫نسیبت‬ ‫اي‬
‫تولید‬
kg hr-1
3
‫می‬
‫رسد‬
.
‫حیدود‬ ‫بیه‬ ‫فیرآوري‬ ‫عملییات‬ ‫حین‬ ‫کوره‬ ‫بدنه‬ ‫دماي‬ ‫حداکثر‬
0111
‫میی‬ ‫سلسییوس‬ ‫درجه‬
‫حیدود‬ ‫عملییاتی‬ ‫دمیاي‬ ‫امیا‬ ،‫رسید‬

C
011
‫روي‬
‫خواهد‬ ‫محصول‬
‫به‬ ‫نیاز‬ ‫دما‬ ‫این‬ ‫تامین‬ ‫براي‬ ‫که‬ .‫بود‬
‫صرف‬
‫حدود‬
kWh
37
‫انرژي‬
‫می‬ ‫گرمایش‬ ‫واحد‬ ‫در‬
‫نییاز‬ ‫میورد‬ ‫بخیار‬ ‫تولید‬ ‫منظور‬ ‫به‬ .‫باشد‬
‫سامانه‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ،‫اکتیواسیون‬ ‫کوره‬
‫دقییق‬ ‫کنتیرل‬ ‫و‬ ‫انتقال‬ ،‫تولید‬ ‫براي‬ ‫اي‬
‫می‬ ‫احساس‬ ‫ورودي‬ ‫بخار‬ ‫دبی‬
‫نسبت‬ ‫بودن‬ ‫ثابت‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ‫به‬ ‫باتوجه‬ .‫شود‬
‫ورودي‬ ‫کربن‬/‫بخار‬
‫تناسیب‬ ‫بیه‬ ‫کوره‬ ‫به‬ ‫ورودي‬ ‫بخار‬ ‫دبی‬ ‫همواره‬ ‫کوره‬
‫میی‬ ‫تغیییر‬ ‫قابیل‬ ‫ورودي‬ ‫مواد‬ ‫دبی‬
.‫باشید‬
‫دمیاي‬ ‫دلییل‬ ‫بیه‬ ‫همچنیین‬
‫تنش‬ ‫رساندن‬ ‫حداقل‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫کارکردي‬
،‫رآکتور‬ ‫پوسته‬ ‫در‬ ‫حرارتی‬ ‫هاي‬
‫ب‬ ‫باید‬ ‫دما‬ ‫افزایش‬
‫ه‬
‫مرحلیه‬ ‫صیورت‬
‫وضیعیت‬ ‫کنتیرل‬ .‫گییرد‬ ‫انجیام‬ ‫اي‬
‫قسمت‬ ‫کارکرد‬
‫میدل‬ ‫کنترلر‬ ‫توسط‬ ‫دستگاه‬ ‫مختلف‬ ‫هاي‬
MEGA R3
2560
‫ایتالییا‬ ‫کشیور‬ ‫آردوینو‬ ‫شرکت‬ ‫ساخت‬
‫مجموعیه‬ .‫گرفیت‬ ‫انجیام‬
‫شکل‬ ‫مطابق‬ ‫کنترل‬ ‫تابلوي‬
0
،‫دمیا‬ ‫پارامترهیاي‬ ‫کنترل‬ ‫و‬ ‫پایش‬ ‫وظیفه‬
‫جرمیی‬ ‫دبیی‬ ،‫بخار‬ ‫تزریق‬ ‫وضعیت‬ ،‫رآکتور‬ ‫طولی‬ ‫زاویه‬ ،‫دورانی‬ ‫سرعت‬
‫مو‬
‫قسمت‬ ‫سایر‬ ‫و‬ ‫ورودي‬ ‫اد‬
.‫دارد‬ ‫عهده‬ ‫بر‬ ‫را‬ ‫دستگاه‬ ‫هاي‬
‫ب‬
‫ه‬
‫مدل‬ ‫منظور‬
‫نیرم‬ ‫از‬ ‫دسیتگاه‬ ‫سیازي‬
‫افیزار‬
CATIA V5 R21
‫و‬
‫نرم‬ ‫از‬ ‫مکانیکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحلیل‬ ‫براي‬
‫افیزار‬
ANSYS R20
‫اسیتفاده‬
‫می‬ ‫دوار‬ ‫کوره‬ ‫دستگاه‬ ‫هدف‬ ‫بخش‬ .‫شد‬
‫تینش‬ ‫بیشترین‬ ‫زیرا‬ ‫باشد‬
‫هیاي‬
‫می‬ ‫بخش‬ ‫این‬ ‫متوجه‬ ‫مکانیکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬
‫باش‬
‫راهکار‬ ‫یک‬ ‫ارائه‬ ‫براي‬ ‫و‬ ‫د‬
‫تنش‬ ‫این‬ ‫مهار‬
‫تنش‬ ‫محاسبه‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ‫ها‬
‫طیول‬ ‫تغییر‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫از‬ ‫ناشیی‬ ‫هیاي‬
‫می‬ ‫حرارت‬
‫کیوره‬ ‫سیاالتی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحلیل‬ ‫ابتدا‬ ‫منظور‬ ‫همین‬ ‫به‬ .‫باشد‬
‫محییط‬ ‫تحلییل‬ ‫نتیایج‬ ‫سیپس‬ ‫و‬ ‫انجام‬
Fluid flow
‫تحلییل‬ ‫ییک‬ ‫بیا‬
‫محیط‬ ‫در‬ ‫مکانیکی‬
Static structural
.‫گردید‬ ‫کوپله‬
‫ای‬ ‫براي‬
‫مطابق‬ ‫منظور‬ ‫ن‬
‫شکل‬
0
( ‫کوره‬ ،
3
‫گرمایش‬ ‫واحد‬ ‫با‬ ‫همراه‬ )
( ‫یزي‬
‫ی‬‫مرک‬
2
( ‫یوره‬
‫ی‬‫ک‬ ‫یراف‬
‫ی‬‫اط‬ ‫یه‬
‫ی‬‫دامن‬ ‫و‬ )
0
‫ییط‬
‫ی‬‫مح‬ ‫در‬ )
ANSYS CFX

6. 641
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
31
‫شماره‬ ،
2
‫تابستان‬ ،
3042
‫مدل‬
‫سیال‬ ‫سرعت‬ ،‫خروجی‬ ‫و‬ ‫ورودي‬ ‫مجراي‬ ‫در‬ .‫شد‬ ‫سازي‬
cm s-1
7
،
‫و‬ ‫اعمیال‬ ‫کیوره‬ ‫اطیراف‬ ‫دامنیه‬ ‫و‬ ‫کوره‬ ‫گرماي‬ ‫انتقال‬ ‫و‬ ‫تابشی‬ ‫خواص‬
‫گرمایش‬ ‫واحد‬ ‫دماي‬

C
011
‫توجه‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫گرفته‬ ‫انجام‬ ‫تحقیقات‬ ‫طبق‬ ‫که‬
‫میی‬ ‫مطلیوب‬ ‫دمیاي‬ ‫راکتیور‬ ‫داخل‬ ‫از‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫حرارت‬ ‫تامین‬ ‫به‬
‫باشید‬
‫به‬
‫ورودي‬ ‫عنوان‬
‫واحد‬ ‫و‬ ‫کوره‬ ‫بین‬ ‫فضاي‬ .‫شد‬ ‫گرفته‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫مساله‬ ‫هاي‬
( ‫گرمایش‬
7
‫میی‬ ‫جرییان‬ ‫در‬ ‫یکنواخیت‬ ‫سیرعت‬ ‫با‬ ‫آبی‬ ‫بخار‬ )
‫در‬ .‫باشید‬
‫شکل‬
7
‫داده‬ ‫نمایش‬ ‫کوره‬ ‫داخلی‬ ‫بدنه‬ ‫و‬ ‫گرمایش‬ ‫واحد‬ ‫بین‬ ‫دما‬ ‫کانتور‬
‫آن‬ ‫از‬ .‫است‬ ‫شده‬
‫جایی‬
‫عای‬ ‫کوره‬ ‫خارجی‬ ‫جداره‬ ‫که‬
‫ق‬
‫از‬ .‫اسیت‬ ‫شده‬ ‫بندي‬
‫صیرف‬ ‫حرارتیی‬ ‫هدایت‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫بیرون‬ ‫به‬ ‫بدنه‬ ‫از‬ ‫گرمایی‬ ‫تلفات‬
‫نظیر‬
.‫است‬ ‫شده‬
‫شکل‬
1
-
( ‫پسته‬ ‫پوست‬ ‫از‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫تولید‬ ‫خط‬
0
( ،‫بخارساز‬ )
3
( ،‫اکتیواسیون‬ ‫کوره‬ )
2
( ،‫کربنیزاسیون‬ ‫کوره‬ )
0
‫اکسیداسیون‬ )
Fig.1. Activated carbon production line from pistachio husk (1) Steam generator, (2) Activation kiln, (3) Char kiln, (4)
Oxidizer
‫شکل‬
2
-
‫طراحی‬ ‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫بهینه‬ ‫تولید‬ ‫خط‬ ‫پیشنهادي‬ ‫طر‬
‫نرم‬ ‫در‬ ‫شده‬
‫افزار‬
CATIA
:
(
0
( ،‫بخارساز‬ ‫سامانه‬ )
3
،‫خروجی‬ ‫دینامیک‬ ‫توزین‬ ‫سامانه‬ )
(
2
( ،‫کوره‬ ‫طولی‬ ‫زاویه‬ ‫تغییر‬ ‫سامانه‬ )
0
‫کوره‬ )
‫فعال‬
‫ساز‬
( ،
7
( ،‫ورودي‬ ‫دینامیک‬ ‫توزین‬ ‫سامانه‬ )
0
‫کربن‬ ‫کوره‬ )
Fig.2. Proposed plan of the optimal activated carbon production line designed by CATIA software: (1) Steam generator
system, (2) Outlet dynamic scaling system, (3) Variable kiln longitudinal angle system, (4) Activation kiln, (5) Inlet
dynamic scaling system, (6) Char kiln
‫شکل‬
3
-
‫فعال‬ ‫واحد‬
( :‫ساز‬
0
( ،‫تغذیه‬ ‫واحد‬ )
3
‫توان‬ ‫تولید‬ ‫واحد‬ )
‫مکانیکی‬
( ،
2
،‫عایق‬ ‫پوشش‬ )
(
0
( ،‫کوره‬ ‫گردان‬ ‫استوانه‬ )
7
‫طولی‬ ‫زاویه‬ ‫تغییر‬ ‫واحد‬ )
( ،‫کوره‬
0
‫دینامیکی‬ ‫توزین‬ ‫واحد‬ )
Fig.3. Activator unit: (1) Feeder unit, (2) Mechanical power generation unit, (3) Insulation cover, (4) Rotary drum, (5)
Variable kiln longitudinal angle unit, (6) Dynamic scaling unit

7. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫پاریزي‬ ‫نادري‬
‫مکانيکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحليل‬
‫کوره‬
‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫توليد‬ ‫رآکتور‬ ‫دوار‬
646
‫شکل‬
4
-
( :‫دستگاه‬ ‫کنترل‬ ‫تابلوي‬
0
( ،‫اصلی‬ ‫برق‬ ‫سوئیچ‬ )
3
( ،‫گازي‬ ‫مشعل‬ ‫ورودي‬ ‫شیر‬ ‫کنترل‬ ،‫محر‬ ‫درایور‬ )
2
‫کارکرد‬ ‫وضعیت‬ ‫نشانگر‬ ‫و‬ ‫رله‬ )
( ،‫گازي‬ ‫مشعل‬
0
( ،‫عملگرها‬ ‫و‬ ‫حسگرها‬ ‫تغذیه‬ ‫منابع‬ )
7
‫مرکزي‬ ‫کنترل‬ ‫هسته‬ )
Arduino MEGA R3 2560
Fig.4. Device control panel: (1) Main switch, (2) Burner inlet valve actuator driver, (3) Relay and indicator of burner
operation status, (4) Power supplies for sensors and actuators, (5) Arduino (MEGA R3 2560) as central processor unit
‫شکل‬
5
-
‫شبیه‬ ‫مدل‬
‫ش‬ ‫سازي‬
‫فعال‬ ‫کوره‬ ‫ده‬
‫محیط‬ ‫در‬ ‫ساز‬
ANSYS CFX
Fig.5. Simulated model of activation kiln in ANSYS CFX environment
‫و‬ ‫دوار‬ ‫کوره‬ ‫داخلی‬ ‫دیواره‬ ‫بین‬ ‫فضاي‬ ‫در‬ ‫آب‬ ‫بخار‬ ‫وجود‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬
‫در‬ ‫داخلی‬ ‫دیواره‬ ‫دماي‬ ،‫مساله‬ ‫حل‬ ‫و‬ ‫حرارت‬ ‫تامین‬ ‫واحد‬ ‫خارجی‬ ‫دیواره‬
‫حدود‬

C
011
‫به‬
‫بیه‬ ‫کوره‬ ‫بدنه‬ ‫در‬ ‫دما‬ ‫توزیع‬ ‫این‬ .‫آمد‬ ‫دست‬
‫بیار‬ ‫عنیوان‬
.‫شد‬ ‫استفاده‬ ‫مکانیکی‬ ‫تحلیل‬ ‫براي‬ ‫حرارتی‬
‫شکل‬
6
-
‫حدود‬ ‫دمایی‬ ‫محدوده‬ ‫در‬ ‫کوره‬ ‫داخلی‬ ‫دیواره‬ ‫وضعیت‬

C
011
( :
0
( ،‫کوره‬ ‫اطراف‬ ‫دامنه‬ )
3
( ،‫کوره‬ ‫بدنه‬ )
2
( ،‫مرکزي‬ ‫گرمایش‬ ‫واحد‬ )
0
)
( ،‫ورودي‬ ‫مجراي‬
7
( ،‫آب‬ ‫بخار‬ )
0
‫خروجی‬ ‫مجراي‬ )
Fig.6. The condition of the inner wall of the kiln in the temperature range (600
C): (1) Domain around the kiln, (2) Kiln
body, (3) Central heat generation unit, (4) Charge duct, (5) Steam, (6) Discharge duct

8. 641
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
31
‫شماره‬ ،
2
‫تابستان‬ ،
3042
‫بحث‬ ‫و‬ ‫نتایج‬
‫تغ‬ ‫مقایسه‬
‫نرم‬ ‫در‬ ‫کوره‬ ‫طول‬ ‫ییر‬
‫تجربی‬ ‫آزمون‬ ‫و‬ ‫افزار‬
‫واقع‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫حرارت‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫دستگاه‬ ‫طولی‬ ‫حرکت‬ ‫نمودن‬ ‫فراهم‬ ‫براي‬
‫بیا‬ ‫غلتیک‬ ‫یک‬ ‫از‬ ،‫طولی‬ ‫راستاي‬ ‫در‬ ‫آزادي‬ ‫درجه‬ ‫شرایط‬ ‫نمودن‬ ‫فراهم‬
‫مهیار‬ ‫غلتیک‬ ‫آن‬ ‫روي‬ ‫جیانبی‬ ‫حرکیت‬ ‫و‬ ‫گردیید‬ ‫اسیتفاده‬ ‫بیشتر‬ ‫طول‬
‫طولی‬ ‫انبسا‬ ‫اجازه‬ ‫موضوع‬ ‫این‬ .‫نگردید‬
‫رآکتور‬
‫مختلیف‬ ‫دماهاي‬ ‫در‬ ‫را‬
‫می‬ ‫فراهم‬
‫صیفحات‬ ‫و‬ ‫شییارها‬ ‫توسیط‬ ‫رآکتیور‬ ‫انتهیاي‬ ‫طرفی‬ ‫از‬ .‫نماید‬
‫آب‬ ‫ضمن‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫شده‬ ‫طراحی‬ ‫طوري‬ ‫فشاردهنده‬
‫بیا‬ ،‫مناسیب‬ ‫بنیدي‬
‫به‬ ‫انبسا‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫قطعات‬ ،‫نسوز‬ ‫الیاف‬ ‫کمک‬
‫داخیل‬ ‫در‬ ‫تلسکوپی‬ ‫صورت‬
.‫نمایند‬ ‫خنثی‬ ‫را‬ ‫انبسا‬ ‫اثرات‬ ‫و‬ ‫نمایند‬ ‫حرکت‬ ‫هم‬
‫شکل‬
5
‫کلیی‬ ‫نماي‬
‫ساخت‬ ‫و‬ ‫بازطراحی‬ ‫از‬ ‫پس‬ ‫دستگاه‬
‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬
.‫دهد‬
‫شکل‬
7
-
( :‫شده‬ ‫بازطراحی‬ ‫دستگاه‬ ‫از‬ ‫کلی‬ ‫نمایی‬
0
( ،‫مشعل‬ ‫دبی‬ ‫کنترل‬ ‫شیر‬ )
3
( ،‫گازي‬ ‫مشعل‬ )
2
( ،‫دما‬ ‫حسگر‬ ‫قرارگیري‬ ‫محل‬ )
0
‫ورودي‬ ‫مخزن‬ )
‫مواد‬
Fig.7. Overview of the redesigned device: (1) Flow control valve, (2) Burner, (3) Location of the temperature sensor,
(4) Input material bin
‫از‬ ‫حاصل‬ ‫نتایج‬
7
‫بیازه‬ ‫در‬ ‫تجربیی‬ ‫آزمون‬
‫و‬ ‫مختلیف‬ ‫زمیانی‬ ‫هیاي‬
‫همچنین‬
‫در‬ ‫تحلیل‬
7
‫میش‬ ‫مختلف‬ ‫اندازه‬
‫بنیدي‬
‫(جیدول‬
0
‫از‬ ‫نشیان‬ ،)
‫معنی‬ ‫اختالف‬ ‫عدم‬
‫تحلیلی‬ ‫و‬ ‫تجربی‬ ‫نتایج‬ ‫بین‬ ‫دار‬
‫سیطح‬ ‫در‬
7
‫درصید‬
‫قابل‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫بنابراین‬ ،‫دارد‬
‫می‬ ‫قبولی‬
‫نتیای‬ ‫بیه‬ ‫توان‬
‫تحلییل‬ ‫از‬ ‫حاصیل‬ ‫ج‬
‫جیدول‬ ‫در‬ .‫نمود‬ ‫استناد‬
3
‫جفتیی‬ ‫آزمیون‬ ‫تجربیی‬ ‫و‬ ‫تحلیلیی‬ ‫نتیایج‬
t-
student
‫نرم‬ ‫خروجی‬
‫افیزار‬
IBM SPSS Statistics 26
‫شیده‬ ‫ارائیه‬
.‫است‬
‫جدول‬
1
-
‫دماي‬ ‫در‬ ‫خروجی‬ ‫مواد‬ ‫دماي‬ ‫تجربی‬ ‫و‬ ‫تحلیلی‬ ‫نتایج‬
011
‫کوره‬ ‫درجه‬
Table 1- Analytical and experimental results of T-temperature of outlet materials in 600°
C of kiln temperature
5
4
3
2
1
‫تجربی‬ ‫آزمون‬
Experimental test
565
547
550
570
545
‫خروجی‬ ‫مواد‬ ‫دماي‬
Product temperature (°
C)
687954
487549
368470
240587
154800
‫المان‬ ‫تعداد‬
Number of elements
564
564
565
570
568
‫خروجی‬ ‫مواد‬ ‫دماي‬
Product temperature (°
C)
‫جدول‬
2
-
‫آنالیز‬
Paired samples T-test
‫نرم‬ ‫از‬ ‫خروجی‬
‫افزار‬
SPSS
‫معنی‬ ‫سطح‬ ‫(در‬
‫داري‬
07
)%
Table 2- Paired samples T-test output from SPSS software (95% Confidence Interval of the Difference)
Sig.
(2-tailed)
df
t
Upper
Lower
Std. Error Mean
Std. Deviation
Mean
.071
4
-2.44
.0258
-.409
.078
.175
-.192
Experimental- Analytical

9. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫پاریزي‬ ‫نادري‬
‫مکانيکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحليل‬
‫کوره‬
‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫توليد‬ ‫رآکتور‬ ‫دوار‬
643
‫مییزان‬ ‫به‬ ‫بدنه‬ ‫داخلی‬ ‫دماي‬ ‫میزان‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬

C
011
‫مهیار‬ ‫بیا‬ ‫و‬
‫سمت‬ ‫یک‬ ‫کردن‬
‫اعمیال‬ ‫جیانبی‬ ‫واشیر‬ ‫توسط‬ ‫واقعی‬ ‫مدل‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫کوره‬
‫می‬
‫معادل‬ ‫آن‬ ‫طولی‬ ‫محور‬ ‫راستاي‬ ‫در‬ ‫کوره‬ ‫ابعاد‬ ‫افزایش‬ ‫میانگین‬ ،‫شود‬
‫با‬
mm
57
/
00
‫به‬
‫آمد‬ ‫دست‬
‫(شکل‬
1
.)
‫تحقییق‬ ‫در‬ ‫همکیاران‬ ‫و‬ ‫گرایلی‬
‫قطر‬ ‫با‬ ‫فوالدي‬ ‫لوله‬ ‫روي‬ ‫خود‬
300
‫میلی‬
‫ضیخامت‬ ،‫متر‬
1
‫میلیی‬
‫و‬ ‫متیر‬
‫طول‬
2101
‫میلی‬
‫دماي‬ ‫در‬ ‫متر‬
021
‫طیول‬ ‫افزایش‬ ‫به‬ ‫سلسیوس‬ ‫درجه‬
30
‫میلی‬
‫رسیدند‬ ‫متر‬
(
Grayeli, Naghipour, & Panahi, 2018
)
.
‫به‬ ‫نتایج‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬
،‫آمده‬ ‫دست‬
‫سیازوکار‬ ‫بایسیتی‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫مالحظه‬
‫و‬ ‫طراحیی‬ ،‫ویرخش‬ ‫حیین‬ ‫رآکتور‬ ‫طول‬ ‫افزایش‬ ‫قابلیت‬ ‫جهت‬ ‫مناسبی‬
‫ب‬
‫ه‬
‫ب‬ ‫ساخت‬ ‫و‬ ‫طراحی‬ ‫انجام‬ .‫شود‬ ‫کارگیري‬
‫ه‬
‫و‬ ‫رآکتیور‬ ‫بیودن‬ ‫دوار‬ ‫علت‬
‫از‬ ‫ییژن‬
‫ی‬‫اکس‬ ‫ورود‬ ‫یدم‬
‫ی‬‫ع‬ ‫یا‬
‫ی‬‫لح‬ ‫از‬ ‫یه‬‫ی‬‫مجموع‬ ‫یودن‬
‫ی‬‫ب‬ ‫یه‬‫ی‬‫ایزول‬ ‫یین‬
‫ی‬‫همچن‬
‫محدودیت‬
،‫طیول‬ ‫تغییر‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫اثرات‬ .‫است‬ ‫برخوردار‬ ‫خاصی‬ ‫هاي‬
‫گردید‬ ‫لحا‬ ‫تدابیري‬ ‫آن‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫لحا‬ ‫کوره‬ ‫طراحی‬ ‫در‬
:
‫تکیه‬ ‫و‬ ‫غلتک‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫گاه‬
‫دریچیه‬ ‫و‬ ‫شوت‬ ‫طراحی‬ ‫و‬ ‫مناسب‬ ‫هاي‬
‫به‬ ‫باید‬ ‫که‬ ‫مواد‬ ‫خروجی‬
‫و‬ ‫گییرد‬ ‫قیرار‬ ‫کیوره‬ ‫انتهیاي‬ ‫در‬ ‫ثابیت‬ ‫صیورت‬
.‫باشد‬ ‫معینی‬ ‫نقطه‬ ‫همواره‬ ‫آن‬ ‫خروجی‬
‫ورق‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫رآک‬ ‫حرکت‬ ‫شیار‬ ‫داراي‬ ‫که‬ ‫سایشی‬ ‫هاي‬
‫باشیند‬ ‫تیور‬
‫زائده‬ ‫که‬ ‫کوره‬ ‫از‬ ‫نقاطی‬ ‫در‬ ‫الزم‬ ‫فشاري‬ ‫صفحات‬ ‫همراه‬ ‫به‬
‫مربو‬ ‫هاي‬
‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫کار‬ ‫این‬ ‫به‬
‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫اجباري‬ ‫اند‬
‫(شکل‬
0
.)
‫شکل‬
8
-
‫دماي‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫کوره‬ ‫شکل‬ ‫تغییر‬ ‫کانتور‬
011
‫کوره‬ ‫داخلی‬ ‫دیواره‬ ‫در‬ ‫سلسیوس‬ ‫درجه‬
Fig.8. Contour of internal kiln deformation at 600°
C
‫شکل‬
9
-
( :‫حرارتی‬ ‫شکل‬ ‫تغییر‬ ‫اثرات‬ ‫مهار‬ ‫مکانیزم‬
0
( ،‫کوره‬ ‫عایق‬ ‫پوسته‬ )
3
( ،‫دوار‬ ‫کوره‬ )
2
‫زائده‬ )
‫هاي‬
‫قفل‬
‫کننده‬
( ،
0
( ،‫فشاردهنده‬ ‫صفحه‬ )
7
)
( ،‫سایشی‬ ‫صفحه‬
0
‫خروجی‬ ‫شوت‬ )
Fig.9. Thermal deformation control mechanism: (1) Kiln insulation cover, (2) Rotary drum, (3) Locking key, (4)
Labyrinth ring, (5) Sliding ring, (6) Discharge chute
‫از‬ ‫جلیوگیري‬ ‫جهیت‬ ‫که‬ ‫بود‬ ‫آن‬ ‫بیانگر‬ ‫حرارتی‬ ‫کانتور‬ ‫تحلیل‬ ‫نتایج‬
‫کیوره‬ ‫اطراف‬ ‫در‬ ‫بایستی‬ ،‫رسانشی‬ ‫تلفات‬ ‫و‬ ‫حرارت‬ ‫اتالف‬
‫عیایق‬
‫بنیدي‬
‫به‬ .‫گیرد‬ ‫صورت‬
‫ا‬
‫ضیخامت‬ ‫بیا‬ ‫سیرامیکی‬ ‫عایق‬ ‫از‬ ‫منظور‬ ‫ین‬
cm
7
‫در‬
‫گردید‬ ‫استفاده‬ ‫کوره‬ ‫اطراف‬
‫(شکل‬
01
.)
‫اسیتفاده‬ ‫کیار‬ ‫و‬ ‫سیاز‬ ‫دو‬ ‫از‬ ،‫دسیتگاه‬ ‫عملکردي‬ ‫دماي‬ ‫کنترل‬ ‫براي‬
‫شد‬
:

‫تولییدي‬ ‫حرارت‬ ‫تغییر‬ ‫پ‬‫ا‬‫نهایت‬ ‫و‬ ‫گرمازا‬ ‫مشعل‬ ‫شعله‬ ‫طول‬ ‫تغییر‬
‫آن‬

‫ن‬ ‫دو‬ ‫عملکردي‬ ‫مختلف‬ ‫حاالت‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫محدوده‬ ‫در‬ ‫اگزوز‬ ‫وع‬
.‫خاص‬ ‫دمایی‬
‫پایین‬ ‫دماهاي‬ ‫در‬
‫اگیزوز‬ ‫و‬ ‫گرفتیه‬ ‫قیرار‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫اول‬ ‫اگزوز‬ ‫تر‬
‫می‬ ‫بسته‬ ‫دوم‬
‫می‬ ‫رخ‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫عکس‬ ‫باال‬ ‫دماهاي‬ ‫در‬ .‫شود‬
‫ایین‬ .‫دهید‬
‫تیمارهیاي‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫حرارتی‬ ‫مطلوب‬ ‫عملکرد‬ ‫منجربه‬ ‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫سازوکار‬
‫تنش‬ ‫کاهش‬ ‫جهت‬ ‫را‬ ‫مطلوب‬
‫میواد‬ ‫روي‬ ‫بر‬ ‫حرارتی‬ ‫هاي‬
‫کیوره‬ ‫داخیل‬
‫می‬ ‫اعمال‬
( ‫نماید‬
‫شکل‬
00
.)

10. 644
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
31
‫شماره‬ ،
2
‫تابستان‬ ،
3042
‫شکل‬
11
-
‫عایق‬
‫کوره‬ ‫بندي‬
Fig. 10. Kiln insulation
‫شکل‬
11
-
‫و‬ ‫مرکزي‬ ‫حرارتی‬ ‫منبع‬
( :‫حرارتی‬ ‫مختلف‬ ‫شرایط‬ ‫براي‬ ‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫دوگانه‬ ‫اگزوزهاي‬
0
( ،‫گرمازا‬ ‫مشعل‬ ‫نصب‬ ‫محل‬ )
3
( ،‫گرمایش‬ ‫لوله‬ )
2
)
‫با‬ ‫اول‬ ‫خروجی‬
‫حداقل‬
‫حرارت‬ ‫انتقال‬
،
(
0
‫حرارت‬ ‫انتقال‬ ‫حداکثر‬ ‫با‬ ‫دوم‬ ‫خروجی‬ )
( ،
7
‫جداکننده‬ ‫صفحه‬ )
Fig.11. Central heat generator and its dual exhausts designed for different thermal conditions: (1) Burner position, (2)
Heating Pipe, (3) First exhaust for minimum heat exchange, (4) Second exhaust for maximum heat exchange, (5)
Separation Plate
‫شکل‬ ‫در‬ ‫رآکتور‬ ‫بدنه‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫تغییرات‬ ‫منحنی‬
03
‫داده‬ ‫نشان‬
‫دماي‬ ‫در‬ ‫اول‬ ‫اگزوز‬ .‫است‬ ‫شده‬
011
‫دماي‬ ‫در‬ ‫دوم‬ ‫اگزوز‬ ‫و‬
211
‫درجیه‬
( ‫توان‬ ‫حداقل‬ ‫با‬ ‫مشعل‬ ‫ابتدا‬ ‫در‬ .‫شدند‬ ‫فعال‬ ‫سلسیوس‬
31
‫شروع‬ )‫درصد‬
‫به‬
‫در‬ .‫بود‬ ‫باز‬ ‫کامال‬ ‫اول‬ ‫اگزوز‬ ‫و‬ ‫بسته‬ ‫دوم‬ ‫اگزوز‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫در‬ ،‫کرد‬ ‫کار‬
‫دماي‬
011
‫دمیاي‬ ‫در‬ .‫شید‬ ‫باز‬ ‫دوم‬ ‫اگزوز‬ ‫و‬ ‫بسته‬ ‫اول‬ ‫اگزوز‬ ‫درجه‬
211
‫به‬ ،‫درجه‬
‫(هر‬ ‫تدریج‬
0
،‫دما‬ ‫افزایش‬ ‫سلسیوس‬ ‫درجه‬
0
‫افیزایش‬ ‫درصید‬
‫بیه‬ ‫مشعل‬ ‫توان‬ )‫مشعل‬ ‫توان‬
011
.‫رسیید‬ ‫خیود‬ ‫اسیمی‬ ‫تیوان‬ ‫درصید‬
‫تنش‬ ‫ایراد‬ ‫از‬ ‫جلوگیري‬ ‫و‬ ‫دما‬ ‫افزایش‬ ‫یکنواختی‬
‫بدنیه‬ ‫در‬ ‫حرارتیی‬ ‫هاي‬
‫می‬ ‫آن‬ ‫عمر‬ ‫افزایش‬ ‫باعث‬ ‫رآکتور‬
‫بیشیتر‬ ‫به‬ ‫رآکتور‬ ‫دماي‬ ‫افزایش‬ .‫شود‬
‫تعیین‬ ‫دماي‬ ‫از‬
‫ش‬
‫ده‬
‫ي‬
011
‫به‬ ‫سلسیوس‬ ‫درجه‬
‫از‬ ‫بییش‬ ‫شیدن‬ ‫داغ‬ ‫علت‬
‫در‬ ‫شیعله‬ ‫طول‬ ‫کاهش‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫حتی‬ ‫آن‬ ‫حرارت‬ ‫انتشار‬ ‫و‬ ‫داخلی‬ ‫کوره‬ ‫حد‬
‫می‬ ‫گرمازا‬ ‫مشعل‬
.‫باشد‬
‫نتیجه‬
‫گیری‬
‫نیرم‬ ‫در‬ ‫دستگاه‬ ‫طراحی‬ ‫از‬ ‫پس‬
‫افیزار‬
CATIA
‫سیامانه‬ ‫سیاخت‬ ‫و‬
‫بهینه‬ ‫طر‬ ‫مطابق‬
‫تحلییل‬ ،‫شده‬
‫در‬ ‫رآکتیور‬ ‫مکیانیکی‬ ‫و‬ ‫حرارتیی‬ ‫هیاي‬
‫نرم‬
‫افزار‬
ANSYS
‫تنش‬ ‫و‬ ‫انجام‬
‫آزادي‬ ‫درجیه‬ ‫بیه‬ ‫توجیه‬ ‫با‬ ‫وارده‬ ‫هاي‬
‫رآکتیور‬ ‫کلیی‬ ‫طیول‬ ‫افیزایش‬ ‫میزان‬ .‫شد‬ ‫تعیین‬ ‫سامانه‬
mm
57
/
00
‫و‬
‫مرکیزي‬ ‫گرمیایش‬ ‫واحید‬ ‫دمیاي‬ ‫کیه‬ ‫زمیانی‬ ‫در‬ ‫محصول‬ ‫سطح‬ ‫دماي‬

C
011
‫حیدود‬ ‫باشد‬

C
707
‫بیه‬ ‫تجربیی‬ ‫مقیادیر‬ .‫شید‬ ‫بیرآورد‬
‫ترتییب‬
mm
7
/
00
‫و‬

C
771
‫به‬
‫عایق‬ ‫الیه‬ ‫ضخامت‬ .‫آمد‬ ‫دست‬
cm
7
‫جنس‬ ‫و‬
‫سیازوکار‬ .‫شید‬ ‫انتخیاب‬ ‫آلومینییومی‬ ‫الیه‬ ‫به‬ ‫مجهز‬ ‫سرامیکی‬ ‫عایق‬ ‫آن‬
‫و‬ ‫طراحیی‬ ‫طیول‬ ‫ازدییاد‬ ‫قابلیت‬ ‫جهت‬ ‫کوره‬ ‫انتهایی‬ ‫قسمت‬ ‫در‬ ‫مناسبی‬
‫ب‬
‫ه‬
‫بیه‬ ‫همچنین‬ .‫شد‬ ‫گرفته‬ ‫کار‬
‫تینش‬ ‫کیاهش‬ ‫منظیور‬
‫و‬ ‫حرارتیی‬ ‫هیاي‬

11. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫پاریزي‬ ‫نادري‬
‫مکانيکی‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬ ‫تحليل‬
‫کوره‬
‫فعال‬ ‫کربن‬ ‫توليد‬ ‫رآکتور‬ ‫دوار‬
641
‫مرحلیه‬ ‫حیرارت‬ ‫انتقیال‬ ‫سامانه‬ ‫از‬ ،‫رآکتور‬ ‫بدنه‬ ‫به‬ ‫مکانیکی‬
‫اسیتفاده‬ ‫اي‬
.‫گردید‬
‫نت‬
‫نرم‬ ‫تحلیل‬ ‫نتایج‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫ایج‬
‫خطیاي‬ ‫با‬ ‫افزاري‬
2
‫بیا‬ ‫درصید‬
‫نرم‬ ‫مقادیر‬ ‫درنتیجه‬ .‫دارند‬ ‫تفاوت‬ ‫تجربی‬ ‫آزمون‬ ‫نتایج‬
‫قابل‬ ‫افزاري‬
‫استناد‬
.‫گرفت‬ ‫قرار‬ ‫دستگاه‬ ‫ساخت‬ ‫در‬ ‫تغییرات‬ ‫و‬ ‫اصالحات‬ ‫مبناي‬ ‫و‬ ‫بوده‬
‫شکل‬
12
-
‫رآکتور‬ ‫دماي‬ ‫افزایش‬ ‫منحنی‬
‫روش‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬
‫حرارت‬ ‫کنترل‬ ‫دوگانه‬ ‫هاي‬
Fig.12. Reactor temperature curve using dual heat control methods
‫سپاسگزاری‬
‫در‬ ‫کیه‬ ‫دوسیتانی‬ ‫و‬ ‫اساتید‬ ‫همه‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫خود‬ ‫تشکر‬ ‫مراتب‬ ‫نویسندگان‬
‫بوده‬ ‫سهیم‬ ‫نحوي‬ ‫هر‬ ‫به‬ ‫پروژه‬ ‫این‬ ‫انجام‬
‫میی‬ ‫اعالم‬ ،‫اند‬
‫میدیریت‬ :‫دارد‬
‫میدیریت‬ ،‫صینعت‬ ‫هیزار‬ ‫مهندسی‬ ‫و‬ ‫فنی‬ ‫خدمات‬ ‫شرکت‬ ‫عامل‬ ‫محترم‬
‫پیارس‬ ‫فعیال‬ ‫کیربن‬ ‫شیرکت‬ ‫محتیرم‬ ‫میدیره‬ ‫هیئیت‬ ‫و‬ ‫عامیل‬ ‫محترم‬
‫ت‬ ‫سروش‬ ‫مهندس‬ ‫آقاي‬ ‫جناب‬ ،‫رفسنجان‬
‫دکتر‬ ‫آقاي‬ ‫جناب‬ ‫و‬ ‫وتونچیان‬
.‫ایمانی‬ ‫آیدین‬
References
1. Aquino, F. L., Hernandez, J. R., & Capareda, S. C. (2007). Elucidating the solid, liquid and gaseous products
form pyrolysis of cotton gin trash. ASABE Annual International Meeting, 12(07).
https://doi.org/10.13031/2013.23321
2. Aworn, A., Thiravetyan, P., & Nakbanpote, W. (2008). Preparation and characteristics of agricultural waste
activated carbon by physical activation having micro- and mesopores. Journal of Analytical and Applied
Pyrolysis, 82(2), 279-285. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2008.04.007
3. Bhati, S., Mahur, J. S., Dixit, S., & Choubey, O. N. (2013). Surface and adsorption properties of activated carbon
fabric prepared from cellulosic polymer: Mixed activation method. Bulletin of the Korean Chemical Society,
34(2), 569-573. https://doi.org/10.5012/bkcs.2013.34.2.645
4. Byrne, C. E., & Nagle, D. C. (1997). Carbonization of wood for advanced materials applications. Carbon, 35(2),
259-266. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(96)00136-4
5. Chen, D., Chen, X., Sun, J., Zheng, Z., & Fu, K. (2016). Pyrolysis polygeneration of pine nut shell: Quality of
pyrolysis products and study on the preparation of activated carbon from biochar. Bioresource Technology, 216,
629-636. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.05.107
6. Daneshmandi, M., Azizi, M., & Farush, R. (2014). The Study on Physical, Chemical and Biochemical
Characteristics of Pistachio (Pistacia vera L. cv. Daneshmandi) and Its Comparison to Some Commercial
Cultivars From Iran. Journal of Horticultural Science, 28(1), 10-17. (in Persian with English abstract).
https://doi.org/10.22067/jhorts4.v0i0.34996
7. Demiral H., Demiral, I., Karabacakoĝlu, B., & Tümsek, F. (2011). Production of activated carbon from olive
bagasse by physical activation. Chemical Engineering Research and Design, 89(2), 206-213.
0
100
200
300
400
500
600
700
0 10 20 30 40 50 60 70
Temp
(
°
C)
Time (min)

12. 641
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
31
‫شماره‬ ،
2
‫تابستان‬ ،
3042
https://doi.org/10.1016/j.cherd.2010.05.005
8. Faramarzi, A. H., Kaghazchi, T., Ale Ebrahim, H., & Afshar Ebrahimi, A. (2015). Experimental investigation and
mathematical modeling of physical activated carbon preparation from pistachio shell. Journal of Analytical and
Applied Pyrolysis, 114, 143-154. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2015.05.012
9. Fatemi, S., & Saadatmehr, A. (2005). Mathematical modeling of dynamic and multicomponent adsorption of light
hydrocarbons in fixed activated carbon substrate. Journal of the College of Engineering, 39(2). (in Persian with
English abstract).
10. Grayeli, M., Naghipour, M., & Panahi, S. (2018). Influence of friction coefficient and thermal expansion
coefficient on composite sections under fire loading. Fourth
National Conference on Civil Engineerind and
Architecture with emphasis on indigenous technologies of Iran. Tehran. (in Persian).
11. Hoseinzadeh, E., & Rahmani, A. (2012). Producing activated carbon from scrap tires by thermo-chemical method
and evaluation its efficiency at removal racid black1 dye. Iranian Journal of Health and Environment, 4(4), 427-
438. (in Persian with English abstract).
12. Iran pistachio association, Statistical archive. (2017). Retrieved from www.iranpistachio.org (in Persian with
English abstract).
13. Jadidian, F., Talaee, M., Mahdavi, S., & Homsi, A. (2016). Investigation on thermal energy and activated carbon
production from Furfural residue. Journal of Forest and Wood Product, 69(3), 571-583. (in Persian with English
abstract). https://doi.org/10.22059/jfwp.2016.59896
14. Kamandari, H., Hashemipour rafsanjani, H., Najarzadeh, H., & Rezaei, H. (2012). Investigation of the synthesis
of physically activated carbon in a rotating reactor. pp. 1-5. (in Persian with English abstract).
15. Lyubchik, S. B., Benaddi, H., Shapranov, V. V., & Beguin, F. (1997). Activated carbons from chemically treated
anthracite. Carbon, 35(1), 162-165. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(97)81121-9
16. NaderiParizi, S., Beheshti, B., & Roustapour, O. (2015). Investigation of pistachio (Kalleh Ghoochi v.) drying
kinetics in a new intelligent rotary dryer under vacuum. Journal of Food Science and Technology, 13(54), 135-
143. (in Persian with English abstract).
17. Ozsin, G., Yucel, H., & Behlulgil, A. (2011). Production and characterization of activated carbon from pistachio-
nut shell. Middle easr technical univerity.
18. Patil, B. S., & Kulkarni, K. S. (2012). Development of high surface area activated carbon from waste material.
International Journal of Advanced Engineernig Research and Studies, 1(2), 2249-8974.
19. Safa, S., Azimirad, R., Kamandari, H., & Bayat, F. (2016). Comparison of hardness of activated carbon
synthesized from agricultural wastes by physical method. pp. 1-9.
20. Sayyahzadeh, A., Ganjidoust, H., & Ayati, B. (2014). Optimization of activated carbon production from almond
shell for adsorption of soluble oil containants. Journal of Water and Wastewater, 25(5), 108-117. (in Persian with
English abstract).
21. Tehranizadeh, M., Ghazanfari moghadam, A., & Hashemipour rafsanjani, H. (2012). Pyrolysis of date palm
trunks to Produce Active Carbon. Journal of Agricaltural Engineering Research, 13(3), 77-88. (in Persian with
English abstract).
22. Ullmann, F., Gerharts, W., Yamamoto, Y. S., Campbell, F. T., Pfefferkorn, R., & Rounsaville, J. F. (1985).
Ullmann’s encyclopedia of industrial chemistry. Weinheim: VCH.