رطوبت‌زدایی از گاز طبیعی با نانوغشای سرامیکی
سعید شیرازیان، یکی از مجریان این طرح، با بیان اینکه فرآیندهای متداول رطوبت‌زدایی از گاز متان، عمدتاً شامل جذب و یا جذب سطحی است، اظهار داشت: غشاها به دو دسته معدنی و غیرمعدنی تقسیم می‌شوند که یکی از انواع غشاهای معدنی، غشای زئولیتی است و با تنظیم اندازه حفرات زئولیت بین دو اندازه‌ی مولکول، می‌توان مولکول‌ها را با میزان ضریب جداسازی بسیار بالا از یکدیگر جدا کرد.
به گفته وی،هدف اصلی این تحقیق، سنتز غشای زئولیتی با اندازه حفرات بین مولکول‌های آب و متان، به‌منظور رطوبت‌زدایی از گاز طبیعی بوده است.
وی با بیان اینکه این روش‌ها دارای معایب متعددی ازجمله مصرف بالای انرژی و اثرات مخرب زیست‌محیطی هستند، گفت: نانوغشا ساخته‌شده از مقاومت حرارتی و شیمیایی بالایی برخوردار است و در صورت استفاده، بازده فرایند رطوبت‌زدایی از گاز افزایش و میزان مصرف انرژی کاهش خواهد یافت.
وی بیان کرد: این در حالی است که می‌توان غشاهای زئولیتی را به دلیل مقاومت شیمیایی و حرارتی بالا و همچنین خاصیت غربال مولکولی به‌عنوان جایگزین فرآیندهای مرسوم رطوبت‌زدایی انتخاب کرد.
شیرازیان توضیح داد: استفاده از غشاهای زئولیتی در صنعت پالایش نفت و گاز، منجر به افزایش بازده جداسازی، کاهش میزان هدر رفت گاز طبیعی، کاهش مصرف انرژی و کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی فرآیندهای رایج پالایش گاز می‌شود.
وی افزود: به‌طور کلی، علاوه بر رطوبت‌زدایی از گاز طبیعی، فرآیندهای جداسازی غشایی کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف مانند نفت، گاز، پتروشیمی، تصفیه آب، داروسازی، صنایع غذایی و … دارند.
به گفته‌ی شیرازیان، دلیل انتخاب غشاهای زئولیتی از خانواده LTA، ویژگی آب دوستی، سادگی سنتز و امکان تغییر در ساختار آن بوده است. نانوغشاها به‌صورت مرکب و بر روی پایه‌ی سرامیکی متخلخل از جنس آلفا آلومینا و به روش رشد ثانویه سنتز شدند.
وی ادامه داد: پس از سنتز، با استفاده از محلول کلرید پتاسیم و عملیات تعویض یون در ساختار غشاها، اندازه حفرات این نانوغشاها تنظیم شد. ساختار نانوغشاهای سنتز شده به کمک دستگاه‌های SEM، XRD و EDX مورد ارزیابی قرارگرفته است. درنهایت نیز با عبور بخار آب مخلوط با گاز متان، به عنوان مدلی از گاز طبیعی، عملکرد این غشا بررسی‌شده است.
به گزارش مهر، غشاهای زئولیتی دارای اندازه حفراتی بین ۳ الی ۱۰ آنگستروم هستند. در این طرح با تعویض یونی و تغییر کاتیون در ساختار زئولیت، حفرات زئولیت LTA به اندازه ۳ آنگستروم تقلیل یافته است. آزمون‌های تراوش بخار آب و متان مؤید تنظیم موفقیت‌آمیز حفرات غشا بوده است.
نتایج این تحقیقات در مجله Journal of Industrial and Engineering Chemistry (جلد ۲۲، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۳۲ تا ۱۳۷) منتشرشده و حاصل همکاری دکتر سعید شیرازیان- دانش‌آموخته‌ی مهندسی شیمی از دانشگاه علم و صنعت ایران- و دکتر سید نظام‌الدین اشرفی زاده- عضو هیأت علمی این دانشگاه- است.
No tags for this post.
