دانلود رایگان پایان نامه بررسی جداسازی گاز دی اکسید کربن با فناوری غشایی

دانلود رایگان پایان نامه بررسی جداسازی گاز دی اکسید کربن با فناوری غشایی

توضیحات

فایل پایان نامه بررسی جداسازی گاز دی اکسید کربن با فناوری غشایی

 

پایان نامه بررسی جداسازی گاز دی اکسید کربن با فناوری غشایی

بخشی از مطالب پایان نامه :

چکیده

گرمایش جهانی به عنوان یکی از مشکلات اساسی جهان مطرح شده است. دی اکسید کربن که به عنوان گاز گلخانه ای شناخته شده است، نقش اساسی روی تغییرات آب و هوایی و گرمایش زمین دارد. از سوی دیگر، به دلیل صنعتی شدن، توقف کامل گرمایش زمین امکان پذیر نمی باشد، اما امکان کاهش این اثرات تا حدی با استفاده از روش هایی وجود دارد. یکی از این راه ها کاهش گازهای گلخانه ای به وسیله ی حذف دی اکسید کربن از گازهای دود کش می باشد.

فناوری های متداول برای حذف دی اکسید کربن جذب آمینی، جذب فیزیکی و جذب با مایع های جاذب از میان تماس دهنده های غشایی است. جذب آمینی به طور گسترده در فناوری تجاری شده برای حذف دی اکسید کربن مورد استفاده قرار گرفته است. به هر حال، معایب متعددی نظیر مصرف انرژی بالا برای احیای حلال، خورندگی تجهیزات و مسائل جریان مایع به دلیل ویسکوزیته ی بالا در استفاده از جاذب مایع از نوع آمین وجود دارد. جاذب های جامد احیا پذیر اگرچه احیای آن ها بسیار پر هزینه است، می توانند به عنوان یکی دیگر از روش ها مورد استفاده قرار بگیرند. جاذب های فیزیکی بر پایه ی کربن و زئولیت ها قادرند تا به مقدار قابل توجه ای دی اکسید کربن را در دمای اتاق جذب کنند. گرچه این جاذب های فیزیکی معایبی نظیر کاهش ظرفیت جذب در دمای بالا، نیاز به احیا در دمای بالا و عملکرد ضعیف در حضور آب دارند.

یکی از جدیدترین و در عین حال پر بازده ترین روش ها استفاده از فناوری غشایی می باشد. در حقیقت، اهمیت فرآیندهای جداسازی و دستگاه ها و تجهیزات مربوطه، به اندازه ای است که در بسیاری از صنایع، بخش اعظم قیمت تمام شده ی یک محصول، مربوط به هزینه های جداسازی و خالص سازی آن محصول است. به همین دلیل یافتن یک روش جداسازی ساده تر و با هزینه ی کمتر، می تواند قابل تامل باشد. در انتخاب یک روش جداسازی مناسب، باید بازده ی آن روش ها، دسترسی به تجهیزات، هزینه های جداسازی، هزینه ی ساخت و هزینه های انرژی، با در نظر گرفتن مسائل زیست محیطی و مسائل سیاسی مورد ارزیابی کامل قرار بگیرد. همچنین باید اهداف جداسازی در فرآیند مشخص شود، در یک فرآیند جداسازی، اهداف متفاوتی مانند تغلیظ، تخلیص، تفکیک و جابه جایی تعادل واکنش می تواند مد نظر باشد. در این راستا، غشاها برای جداسازی گونه های مختلفی از مواد در حالات جامد، مایع و گاز توسعه یافته اند. با این که روش جداسازی با غشاها نسبت به روش های دیگری چون تقطیر، جذب سطحی، کریستالیزاسیون و استخراج مایع- مایع جدیدتر است، ولی با توجه به کارایی و سهولت استفاده طی دو دهه ی اخیر، گسترش چشمگیری در استفاده از آن مشاهده شده است. در این پژوهش ضمن بررسی اهمیت جداسازی گاز دی اکسید کربن، مباحث روش های متداول مانند جذب شیمیایی و فناوری غشایی برای جداسازی دی اکسید کربن، انواع غشاهای مورد استفاده نظر پلیمری، کامپوزیت و … و مکانیزم جداسازی با استفاده از فناوری غشایی مطرح می گردد.

فهرست مطالب :

فصل اول

مقدمه ای بر جداسازی گازها با غشا

۱-۱- خلاصه ای بر روند جداسازی غشایی

۱-۲-غشاء

۱-۳- تقسیم بندی غشاها بر اساس جنس غشاء

۱-۳-۱- غشاهای پلیمری

۱-۳-۲- غشاهای معدنی

۱-۳-۳- غشاهایسرامیکی

۱-۳-۴- غشاهای فلزی

۱-۳-۵- غشاهایمایع

۱-۴- تقسیم بندی غشاها بر اساس شکل هندسی غشاء

۱-۵- تقسیم بندی بر اساس ساختارغشاء

۱-۶ جداسازی گازی

۱-۷- غشاهای انتخابگر دی اکسید کربن

۱-۱-۷- غشاهای پلیمری

۲-۱-۷- غشاهای ماتریس آمیخته

۳-۱-۷ غشاهای زئولیت

فصل دوم

جداسازی گاز دی اکسید کربن

۲-۱- اهمیت جداسازی گاز دی اکسیدکربن

۲-۲- جداسازی از گازطبیعی

۲-۳- جداسازی از گاز دود کش

۲-۳-۱- پروتکل کیوتو

۲-۳-۲- طرز کار پروتکل کیوتو

۲-۳-۳- انتشارات دی اکسید کربن در سال ۲۰۰۸

۲-۳-۴- انتشارات دی اکسید کربن به وسیله ی سوخت

۲-۳-۵- انتشارات ناحیه ای دی اکسید کربن

۲-۳-۶- انتشارات بخشی دی اکسید کربن

۲-۵- روش های مرسوم جداسازی دی اکسید کربن

۲-۶- جذب شیمیایی

۲-۶-۱- آلکانول آمین شیرین ساز

۲-۶-۲- فرآیند شستشوی کربناته

۲-۷ جذب فیزیکی

۲-۷-۱- فرآیند Rectisol

۲-۷-۲- فرآیند Selexol

۲-۸- جذب فیزیکی شیمیایی

۲-۸-۱- فرآیند سولفینول

۲-۹- فرایند جذب سطحی

۲-۹-۱- جاذب سطحی غربال مولکولی

۲-۹-۲- جذب دی اکسید کربن توسط کربن فعال

فصل سوم

جداسازی گاز co2 با فناوری غشایی

۳-۱- مزایای استفاده از غشاء برای جداسازی co2

۳-۲- مکانیزم جداسازی گاز co2 با غشاء

۳-۲-۱- مکانیزم جداسازی در غشاهای پلیمری

۳-۲-۲- مدل انحلال نفوذ

۳-۲-۳- ارتباط بین ساختار و انحلال پذیری گاز

۳-۲-۴- ارتباط بین ساختار و نفوذ و انتشار گاز

۳-۲-۵- مدل حجم آزاد FFV

۳-۲-۶- مدل جذب حالت دو گانه

۳-۲-۷- اثر فشار و دما

۳-۲-۸- مکانیزم جداسازی در غشاهای معدنی

۳-۳- انواع غشاهای مورد استفاده برای جداسازی دی اکسید کربن

۳-۳-۱- غشاهای پلیمری

۳-۳-۲- غشاهای ماتریس آمیخته

۳-۳-۳- غشاهای نامتقارن

۳-۳-۴- غشاهای سرامیکی

۳-۳-۵- غشاهای کربنی

۳-۳-۶- غشاهای زئولیت

۳-۴- پلیمرهای مورد استفاده برای ساخت غشاهای پلیمری برای کاربرد در جداسازی co2

۳-۴-۱- پلی آریلات ها

۳-۴-۲- پلی کربنات ها

۳-۴-۳- پلی ایمیدها

۳-۴-۴- پلی پیرولون ها

۳-۴-۵- پلی سولفون ها

۳-۴-۶- کو پلیمرها و ترکیبات پلیمری

۳-۴-۷- پیوند عرضی بین پلیمرهای مجاور

فصل چهارم

نتایج و بحث

۴-۱- مقایسه ی بین جداسازی co2 با روش های متداول و فناوری غشایی

۴-۱-۱- نیاز به فناوری غشایی

۴-۱-۲- تفاوت بین فناوری غشایی و روش های دیگر جهت حذف دی اکسید کربن

۴-۱-۳- مقایسه ی غشاهای پلیمری رایج، غشاهای ماتریس آمیخته و غشاهای پایه مایع یونی

۴-۲- بحث روی نتایج که دیگران کار کرده اند

۴-۲-۱- اصلاح غشاها برای بهبود انتخابگری

فصل پنجم

نتیجه گیری

۵-۱- نتیجه

۵-۲- صنعت جداسازی غشایی در آینده

۵-۳- نتیجه گیری

منابع