| بررسی روش های جذب دی اکسید کربن و حلال های مورد استفاده در جذب آن | |
| تعداد صفحات | ۳۲ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۵۸۱ kb |
بررسی روش های جذب دی اکسید کربن و حلال های مورد استفاده در جذب آن
در این قسمت پروژه با موضوع بررسی روش های جذب دی اکسید کربن و حلال های مورد استفاده در جذب آن به صورت فایل word برای دانلود ارائه شده است.
قسمتی از متن پروژه در زیر نشان داده شده است.
امروزه با رشد روزافزون مراکز صنعتی و کارخانجات، نیاز به انرژی افزایش یافته و با توجه به تامین بخش عمده این انرژی از طریق سوخت های فسیلی، انتشار دی اکسید کربن نیز افزایش یافته است. دی اکسید کربن یکی از اجزای اصلی گازهای گلخانه ای است که زیاد شدن آن در جو باعث ایجاد خسارات زیست محیطی شده و با تشدید پدیده گلخانه ای باعث گرمایش زمین می شود. افزایش غلظت دی اکسید کربن در اتمسفر باعث کاهش کلسیم در آب و اسیدی شدن آن می شود و با افزایش اسیدیته آب، میزان جذب کلسیم را برای ماهی ها دشوار می کند. این امر برقدرت شنوایی ماهیان تاثیر منفی گذاشته و آنها را در یافتن محل زندگی خود دچار مشکل می کند. ذوب شدن یخهای قطبی حیات بسیاری از گونه های جانوری مانند خرس قطبی و پنگوئن ها را که برای یافتن غذای خود به حرکت و یا استراحت بر روی یخها نیاز دارند، را در آستانه انقراض قرار خواهد داد. بررسی صورت گرفته در مورد پنگوئن ها این مسئله را تایید می کند که تعداد جمعیت آنها در سال ۲۰۰۱ نسبت به سال ۱۹۵۰ به نصف کاهش یافته است. همچنین این پدیده باعث افزایش دمای اقیانوس آرام و در پی آن افزایش خشکسالی و بارش باران های سیل آسا می شود. با وجود این که روش های زیادی جهت جداسازی این ماده از مخلوط گازها ارائه شده اما این موضوع همچنان یکی از موضوعات جذاب و کاربردی در حوزه های محیط زیست و طراحی فرایند می باشد (۲۰۱۵,Venna & Carreon).
دی اکسید کربن گازی بی رنگ و بی بو است که به طور طبیعی در جو وجود دارد. گیاهان از این ماده برای رشد استفاده می کنند و انسانها جهت ادامه زندگی دی اکسید کربن تولید می کنند. (۲۰۱۲ ,Krebs) غلظت بالاتر از ۱۰% دی اکسید کربن در هوا باعث تنگی نفس و تپش قلب شده و در نهایت باعث خفگی می شود. این ماده از یک اتم کربن و دو اتم اکسیژن تشکیل شده است که از طریق پیوند دو گانه گروه های اکسیژن به کربن متصل شده اند. لذا این ماده بسیار پایدار بوده و به عنوان محصول اصلی واکنش سوختن هیدروکربن ها ظاهر می شود. در حوزه انرژی نیز دی اکسید کربن یکی از ترکیبات موجود در گاز طبیعی است که موجب کاهش ارزش حرارتی آن می شود. جدول (۱) خواص فیزیکی گاز دی اکسید کربن را نشان می دهد (Smith, Van Ness, & Abbott, 2001).
جدول ۱: خواص فیزیکی گاز دی اکسید کربن (Azhgan, Farsi, & Eslamloueyan, 2016)
گاز دی اکسید کربن یکی از گازهای پراهمیت در صنعت است. این گاز در صنایع شیمیایی برای کنترل دمای رآکتورها، برای خنثی کردن پسآب قلیایی، خالص سازی و یا خشک کردن پلیمرها و تولید الیاف گیاهی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین برای تولید یخ خشک از طریق فرایندهای فشار و خنک کننده کاربرد دارد. این ماده به عنوان خاموش کننده آتش در اطفاء حریق کاربرد دارد و در ساخت نوشابه و آب معدنی گازدار نیز استفاده می شود. در معادن از تبخیر سریع دی اکسید کربن جهت انفجار و استخراج مواد معدنی مورد استفاده قرار می گیرد . دی اکسید کربن در صنایع غذایی، صنعت نفت و گاز و صنایع شیمیایی که نیاز به فشار گاز دارند، به دلیل ارزان بودن و غیر قابل اشتعال بودن مورد توجه است. همچنین تبدیل این ماده به ترکیبات شیمیایی با ارزش نظير متانول و دی متیل اتر یکی از موضوعات جذاب می باشد. متانول به صورت محدود به عنوان سوخت در موتورهایی با سیستم احتراق داخلی استفاده می شود. متانول تولید شده از چوب و سایر ترکیبات آلی را متانول آلی یا بیو الکل می نامند که یک منبع تجدید شدنی برای سوخت است و می تواند جایگزین مشتقات نفت خام شود. این ماده به عنوان حلال، ضدیخ و در تهيه سایر ترکیبات شیمیایی استفاده می شود. ۴۰ درصد از متانول تولیدی برای تهیه فرمالدئید استفاده می شود که در تهیه پلاستیک، تخته سه لایی، رنگ و مواد منفجره استفاده می شود. دی متیل اتر از مشتقات متانول است که به جای کلروفلوئوروکربن در افشانه های آتروسل به عنوان پیشرانه استفاده می شود. همچنین از متانول در تهیه استیک اسید و متیل ترشیو بوتیل اتر نیز استفاده می شود.
۴- پدیده گلخانه ای و گرمایش زمین
در بین سال های ۱۹۸۰ ، بشر از خطر گرم شدن کره زمین با عنوان پدیده گلخانه ای آگاه شد. پدیده گلخانه ای که در اثر تجمع گازهای دی اکسید کربن، فلوئور کربن، متان و بخار آب در جو روی می دهد موجب افزایش دمای زمین می شود، در خصوص مکانیزم افزایش دما می توان گفت این گازها نسبت به نور مرئی خورشید شفاف تر بوده و اجازه ورود این نور به زمین را می دهند. بنابراین تابشهای خورشید پس از عبور از فضا به جو میرسد و بیشتر این تابش توسط کره زمین جذب می شود. کره زمین بعد از گرم شدن، امواج گرم را به صورت پرتوهای فروسرخ به فضا بازتاب می کند. قسمتی از تابش های فروسرخ زمین از اتمسفر عبور می کند و بخشی دیگر توسط گازهای گلخانه ای در جو جذب و به زمین بازتاب می شود (شکل ۱). افزایش بیش از حد این ترکیبات در جو، موجب کاهش نرخ خروج امواج تابش شده زمین از جو شده و در نتیجه دمای زمین به صورت غیر قابل کنترل افزایش می یابد. این پدیده یک فرآیند طبیعی است و اثر طبیعی گازهای گلخانه ای نامیده می شود.
شکل ۱: اثر پدیده گلخانه ای
این افزایش دما آثار مخرب زیادی بر زندگی گیاهان و جانواران داشته و زندگی آنها را در معرض خطر جدی قرار می دهد. زیستگاه های گیاهان و حیوانات دچار تغییرات اساسی شده و الگوهای آب و هوا دست خوش تغییرات می شوند. در نتیجه این افزایش دما با ذوب شدن يخهای قطبی، باعث بالا آمدن سطح آب دریاها، وقوع سیل، خشک سالی و طوفان های شدید را به همراه خواهد داشت. در بسیاری از مناطق ساحلی ممکن است دچار سیل زدگی، فرسایش، از بین رفتن زمین های خشک و ورود آب دریاها به آبهای شیرین شوند. با بالا آمدن آب دریاها امکان غرق شدن شهرها، جزایر کوچک و دیگر مناطق زیستی بیشتر میشود. همچنین در صورت افزایش دما، بیماری های گرمسیری نظیر مالاریا و تب دنگی به مناطق زیادی شیوع پیدا خواهد کرد ( ۲۰۰۱ ,Trenalberth)
شکل ۲: افزایش دی اکسید کربن طی هزاران سال تاکنون طبق گزارش ناسا در سال ۲۰۱۹
شکل (۲) تغييرات غلظت دی اکسید کربن را در طی ۴۰۰ سال گذشته نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود با وجود تغییرات غلظت دی اکسید کربن در جو در طی ۴۰۰ سال گذشته مقدار متوسط این ماده در جو در محدوده ppm ۱۸۰-۳۰۰ بوده است. اما در طی دهه های گذشته غلظت دی اکسید کربن شديدا افزایش یافته و به مقدار ppm ۴۰۰ رسیده است. این افزایش موجب نگرانی های بین المللی در خصوص افزایش دمای سطح زمین در قرن اخیر شده است.
به طور کلی روش های متفاوتی جهت حذف دی اکسید کربن پیشنهاد گردیده است. این روشها به دو دسته کلی جداسازی و تبدیل مستقیم تقسیم می شوند. در روشهای مبتنی بر جداسازی، این گاز با استفاده از روش های جذب با حلال، جذب با جامد و روش های غشایی از محلول گازها جدا می شوند. اما در روش تبدیل مستقیم دی اکسید کربن به صورت مستقیم به ترکیبات دیگر تبدیل می شوند. در جدول ۱-۲ روش های جداسازی دی اکسید کربن مقایسه شده اند.
فهرست
۱ – مقدمه ۴
۲- دی اکسید کربن ۴
۳- کاربردهای دی اکسید کربن ۵
۴- پدیده گلخانه ای و گرمایش زمین ۶
۵- روش های جذب دی اکسید کربن ۹
۵-۱- جذب با حلال ۹
۵-۲- تقطیر در دمای پایین ۱۰
۵-۳- روش های غشایی ۱۰
۵-۴- جداسازی بر پایه هیدرات ۱۱
۵-۵- جذب بر روی سطوح جامد ۱۱
۵-۶- جذب دی اکسید کربن با مکانیزم PSA ۱۱
۵-۷- جذب دی اکسید کربن با مکانیزم ۱۲
۷- مروری بر تحقیقات گذشته ۱۲
۸- جذب شیمیایی ۱۹
۹- حلال های مورد استفاده در جداسازی دی اکسیدکربن ۲۰
۹-۱- مونواتانول آمین ۲۰
۹-۲- دی اتانول آمین ۲۱
۹-۳- تری اتانول آمین ۲۲
۹-۴- متیل دی اتانول آمین ۲۲
۹-۵- دی گلایکول آمین ۲۳
۹-۶- دی ایزوپروپانول آمین ۲۳
۱۰- مقایسه الكانول آمینها ۲۴
۱۱- گروه های عاملی ۲۵
۱۲- مکانیسم واکنش آلكانو آمینها ۲۶
۱۳- بهبود دهنده های جذب دی اکسید کربن ۲۸
۱۳-۱- ۴٫۱-دی آمینوبوتان ۲۸
۱۳-۲- ۸٫۱- دی آمینواوکتان ۲۹
منابع ۳۰
| بررسی روش های جذب دی اکسید کربن و حلال های مورد استفاده در جذب آن | |
| تعداد صفحات | ۳۲ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۵۸۱ kb |