توسط محققان كشور صورت گرفت؛
ساخت غشای پلیمری جهت شیرین سازی گاز طبیعی و حذف CO2 از دودکش
نئوپدیا: پژوهشگران کشور موفق به ساخت غشای پلیمری جهت شیرین سازی گاز طبیعی و خالص سازی نیتروژن از گاز دودکش کارخانجات سیمان فولاد، آهن و صنایع پتروشیمی شدند که کاربردی و کم هزینه است.
به گزارش نئوپدیا به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، فرشته سادات مطهری دانش آموخته دکترای مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «ساخت و ارزیابی غشای پلی اتیلن اکسید شبکه ای شده بمنظور جداسازی دی اکسیدکربن از نیتروژن و متان» اظهار داشت: با افزایش جمعیت انتظار می رود که مصرف انرژی در جهان به بالای TW ۴۰ (تریلیون وات) برسد، از طرفی با اهمیت ترین منبع تولید انرژی، احتراق سوخت های فسیلی است و متاسفانه در کشورهای درحال توسعه، گاز CO۲ حاصل از احتراق به اتمسفر وارد می گردد، درنتیجه، دنیا با چالش نشر گازهای گلخانه ای و تغییرات اتمسفری بدلیل وجود این مشکل روبروست.
وی اضافه کرد: تحقیقات نشان داده است که در حدود ۶۰ درصد از تاثیر گازهای گلخانه ای بر تغییر اتمسفر بدلیل وجود گاز CO۲ است که ناشی از احتراق سوخت های فسیلی و معدنی در بخش انرژی، کشاورزی و دامپروری، تولید زباله و.... درکشورهای صنعتی است.
مطهری اشاره کرد: برای مثال، فقط در ایران، نشر گاز CO۲ حاصل از صنعت پتروشیمی، ۱۵ میلیون تن در سال است؛ نشر CO۲ در ایران بین سال های ۱۹۶۰ و ۲۰۱۴ یک پرش بزرگ داشته است، بطوری که در این بازه این مقدار ۱۷ برابر شده است.
وی با توضیح بیشتری اضافه کرد: بزرگترین منبع تولید CO۲ در ایران، گاز دودکش حاصل از پروسه بعد از احتراق نیروگاه هاست. گازهای حاصل از این فرآیند، بوسیله آتش زدن گاز طبیعی (شامل ۸-۴ درصد حجمی گاز CO۲) و احتراق ذغال سنگ (۱۵-۱۲درصد حجمی گاز CO۲) وارد اتمسفر می شوند. حجم بالایی از جریان های گاز دودکش، در فشارهای بطور معمول کمتر از ۵/۱ بار و دماهای حدودا ۱۰۰-۵۰ درجه سانتیگراد، غالبا N۲ مرطوب شده همراه با CO۲ است.
به گفته دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، علاوه بر تاثیر CO۲ به عنوان یک گاز گلخانه ای، این گاز یکی از با اهمیت ترین آلاینده های هوا شمرده می شود. به این جهت، همیشه یافتن روشی مؤثر و اقتصادی در جلوگیری از ورود گاز گلخانه ای دی اکسید کربن به جو، از اهمیت ویژه ای در میان پژوهشگران برخوردار بوده است.
وی با اعلان اینکه گاز طبیعی دارای ناخالصی هایی مانند دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است، عنوان کرد: این گازها بعنوان گاز ترش شناخته می شوند، برای اینکه در تماس با بخار آب تولید اسید می نماید که خوردگی خطوط انتقال و همین طور تجهیزات فرآیندی را در بر دارد. گاز سولفید هیدروژن بسیار سمی و کشنده است. این ناخالصی ها موجب کاهش ارزش گرمایی گاز طبیعی و کاهش حجم برای انتقال در خط لوله می شود.
وی افزود: برای شیرین سازی گاز طبیعی روش های زیادی وجود دارد، تک مرحله ای بودن در مقابل فرآیندهای پیچیده تصفیه گاز، طراحی ساده، تطبیق پذیر بودن در مقیاس های متفاوت و عدم استفاده از مواد شیمیایی منجر گردیده است فناوری غشایی مورد توجه پژوهشگران قرار گیرد. پروسه جداسازی توسط غشا از لحاظ ذخیره انرژی بسیار موثر است.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه کرد: برمبنای ملاحظات اقتصادی و محیطی، تا حالا روش های مختلفی در دنیا برای جداسازی CO۲ از گاز حاصل از دودکش طراحی و به کار گرفته شده است، باتوجه به مشکلات اقتصادی کشور، روش مورد استفاده باید هزینه عملیاتی پایینی داشته و انرژی کمی مصرف کند.
وی اشاره کرد: روش های متداول جذب، جذب سطحی، تقطیر برودتی و جداسازی غشایی هستند که از بینشان تکنولوژی غشایی به سبب خصوصیات ذاتی، مثل توانایی ذخیره انرژی و عملیات به طور پیوسته بسیار مورد توجه قرارگرفته است. علاوه براین، در جداسازی بوسیله غشا نیاز به تغییر فاز نیست و عملیاتی تک مرحله ای با تعداد کمی از قسمت های متحرک مثل کمپرسور یا پمپ خلأ است.
وی با اعلان اینکه کنترل پروسه غشایی بسیار ساده است، و به آسانی قابلیت افزایش مقیاس را دارد، اظهار داشت: اخیرا، غشاهای تولید شده از پلیمر پلی اتیلن اکسید (PEO) بسیار مورد توجه قرار گرفته اند، برای اینکه پروسه حذف CO۲ می تواند بوسیله حلالیت گازهای مختلف در غشا کنترل شود. پلی اتیلن اکسید بدلیل داشتن گروههای اتر اکسیژن قطبی، برهمکنش بالایی با CO۲ دارد، بدین سبب استفاده از غشاهای تولید شده از PEO در فرایندهای پاکسازی گازهای دودکش و شیرین سازی گاز طبیعی بسیار موثر خواهد بود.
وی با اشاره به اجرای این طرح اظهار داشت: هدف از این اختراع، ساخت غشای پلی اتیلن اکسید شبکه ای شده سازگار با محیط زیست و به صرفه از نظر اقتصادی بمنظور بهبود عملکرد غشا با هدف حذف گاز CO۲ از گاز دودکش (جداسازی CO۲ از N۲) و در نتیجه جلوگیری از ورود دی اکسید کربن به اتمسفر، و شیرین سازی گاز طبیعی (جداسازی CO۲ از CH۴) بمنظور کاهش خوردگی خطوط انتقال گاز است.
وی اشاره کرد: در این پژوهش، به روش شبکه ای کردن و تغییر برخی از عوامل، بلورینگی پلیمر PEO با وزن مولکولی بالا کم شده و سپس عملکرد غشای بدست آمده در حذف گاز CO۲ از N۲ و CH۴ بهینه شده است.
مطهری با اشاره به اهداف این تحقیق و مزایای اجرای آن اظهار داشت: ساخت غشای پلیمری پلی اتیلن اکسید شبکه ای شده CO۲ دوست سازگار با محیط زیست، با هزینه کم و بازدهی بالا، حذف گاز CO۲ از خروجی دودکش کارخانجات سیمان، فولاد، آهن و صنایع پتروشیمی، با بهره گیری از پروسه غشایی، کاهش نشر این گاز گلخانه ای به اتمسفر و مقابله با گرم شدن کره زمین و دیگر تبعات وجود گازهای گلخانه ای، کاهش آلودگی هوا و درنتیجه مقابله با بالا رفتن شاخص آلودگی هوا و به تبع آن کاهش هزینه های پزشکی درمان بیماریهای حاصل از آلودگی هوا از مزایای این پروژه است.
وی با اشاره به کاربرد استفاده از این طرح اظهار داشت: کشور ایران دارای منابع گاز فراوان به ویژه در جنوب کشور و خلیج فارس است و در خیلی از موارد مقادیر زیادی گاز همراه با نفت استحصال می شود که به سبب به صرفه نبودن راه اندازی پالایشگاه گاز، این گاز به فلر فرستاده شده و سوزانده می شود.
این محقق اضافه کرد: این غشا می تواند درون مدول های غشایی جای گرفته و در صنایع گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار گیرد و بدلیل توانایی عملیات در فشارهای بالا، قادر به تصفیه گاز بر سر چاه می باشد. در خیلی از موارد که سکوی استحصال در بین دریا قرار دارد می توان با تجهیزات بسیار کوچکی که سیستم های غشایی نسبت به سیستم های آمین موجود دارند، گاز را هنگام استحصال شیرین نمود و از خوردگی لوله های انتقال تا ساحل که تعمیرات آنها سخت و بسیار هزینه بر می باشد، جلوگیری کرد.
وی با اشاره به مزیت های رقابتی طرح اظهار داشت: در این تحقیق توانستیم با روشی جدید به غشایی با تراوش پذیری و انتخاب پذیری بسیار بالا نسبت به غشاهای پیشین دست پیدا نماییم. از طرفی پلیمر اصلی جهت سنتز این غشا، پلی اتیلن اکسید است که یک پلیمر زیست تخریب پذیر بوده و بدین سبب سازگار با محیط زیست است و برخلاف دیگر پلیمرها به مجیط زیست لطمه نمی رساند.
وی اشاره کرد: در این اختراع از روشی جدید برای ساخت غشای پلی اتیلن اکسید شبکه ای شده استفاده می شود که روشی آسان و مقرون به صرفه بوده و بازدهی بالایی دارد.
به گزارش نئوپدیا به نقل از مهر، استاد راهنمای این طرح دکتر احمدرضا رئیسی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.
منبع: نئوپدیا
این مطلب نئوپدیا را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب