دسته بندي: تحقیق و پروژه رایگان,پروژه و تحقیق رایگان,

تحقیق رایگان سایت علمی و پژوهشی آسمان , تحقیقات دانش آموزی ، فرهنگیان و دانشجویان اقدام پژوهی گزارش تخصصی

شیرین سازی گاز طبیعی با استفاده از فرآیند غشا

وجود گاز اچ دو اس در بسیاری از جریانها و فرایندها، خصوصا در جریان گازهای طبیعی، نامطلوب میباشد بنابراین حذف این گاز یکی از مسائل مهم در سیستمها میباشد. یکی از تکنیکهای پرکاربرد در این زمینه استفاده از غشاء میباشد که ما دراینجا به بررسی سه روش جداسازی غشایی در سه سیستم متفاوت، پرداختیم. غشاء‌هاي جاذب فیبر توخالی HF[1]، براي حذف اچ دو اس و با بازده بیش از 90% عمل میکنند و از نظر اقتصادي می توان اين سيستم غشايي را براي حذف مواد نامطلوب، با بيوفيلترهاي مسطح و تعيين آن در شدت جريانهای بالای گاز استفاده کرد. با استفاده از غشاء الکتروشیمیایی بازده متوسط حذف اچ دو اس بالاتر از 90% در هر مقدار ورودي خواهد بود و بازده‌هاي جريان نزديك 100% در غلظتهاي زياد جريان ورودي خواهد بود. غشاهاي نگهدارنده عالي الكترودهاي نيكل با تخلخل زياد به ما اين اجازه را مي‌دهند را درغلظتهاي پايين حذف ‌كنيم، بدین صورت کهولتاژهاي سلول در دانسيته‌هاي پايين جريان مورد نياز در اين مقدار كم H₂s كمتر از 0.25v مي‌باشد. بيوفيلتر ميتواند هم برای غلظتهای پایین و هم بالاي گازاچ دو اس مورد استفاده قرار گیرد و بازده این سیستمها حدود 98% میباشد و بطور متوسط دوره فعالیت آن 170 روز خواهد بود.

بيشتر بوي نامطلوب پساب‌ها از تجزيه بي‌هوازي فاضلابها صورت مي‌گيرد که اين بوي نامطلوب غالباً از فاضلاب‌هاي صنعتي (حلالها، تركيبات آلي فرار) يا فاضلاب‌هاي گوگردي مي‌باشد.تركيبات زیادی در پساب‌هاي كارخانه‌جات مشاهده مي‌شوند كه شامل تركيبات نيتروژن - سولفور، اسيدهاي آلي، آلدهيدها و كتونها می باشد و از همه مهمتر (سولفيد هيدروژن) كه به وفور ديده مي‌شود و منشأ اصلي آن در پسابهاي كارخانجات و شهرماست.

سولفيد هيدروژن به دو صورت تشکیل می گردد يكي با استفاده از احيا سولفيت ودیگری دي ‌سولفوراسيون تركيبات آلي محتوي سولفورمی باشد. واحدهاي در تماس گاز و مايع در حذف گازهاي نامطبوع و جذب آنها كاربرد خواهند داشت و اين روشها در سيستم‌هاي متداول توسط برجهاي پرشده[1]،پاششي[2] و برجهاي بيولوژيكي[3] , انجام مي‌شود. اين چنين سيستم‌ها براي فراهم كردن سطحي كه امكان انتخاب ماده گذرنده را داشته باشد از سیستمهای Packingويا به صورت سيستم‌هاي پاششي استفاده خواهند کرد. یک روش دیگر که امروزه از آن استفاده میشود غشاء است. سيستم غشايي شامل آماده سازي يك سطح تماسي ثابت براي جذب تنظيم شدت جريان‌ها و كاهش عنليات (زماني) و هزينهتمام شده براي اين كارمی باشد.

معايب اصلي استفاده از غشاء علاوه بر اينكه مقاومت در برابر انتقال جرم را افزايش مي‌دهد مي‌تواند اثرات زيانباري بر روي سرعت كلي انتقال جرم داشته باشد. مزایا و معایب استفاده از غشاء بطور مختصر در جدول (1) مورد بحث و بررسی قرار گرفته که با توجه به مزایای آن میتوان از معایب آن چشمپوشی کرد.همچنين بازده بالا براي حذف اچ دو اس در اين سيستم‌ها توسط عملكرد فاكتورهاي از قبيل خالی كردن، كف كردن و طغيان كردن محدوده مي‌شود يا به عبارتي كنترل مي‌شود.

1- استفاده از غشاء توخالی پلیپروپیلن:

يك غشاء فيبري توخالي از پلي‌پروپيلن (HF) مي‌تواند براي جذب و حذف اچ دو اس از جريان گاز مورد استفاده قرار گيرد. ماداميكه محلول WATER-NaOH به صورت ناهمسو[1] درحفره‌هاي فيبري در جریان باشد و خوراك درون پوسته کناری غشاء نمونه در جریان باشد، نيروي محركه انتقال جرم، اختلاف غلظت برقرار خواهد بود و حذف صورت میگیرد. اين فرآيند براي حذف حدود از در غلظت و pH-13 از فاز گاز در يك بار عبور كردن از غشاء موثر خواهد بود. فرآيند خواص اصلي اين سيستم‌هاي غشايي شامل فراهم آوردن سطح ثابت براي جذب، تجزيه از شدت جريانها و كاهش عمليات و پايين آوردن هزينه نگهداري به علت نبودن قسمت‌هاي متحرك خواهد بود.

از معايب اصلي غشاء‌هاي جاذب افزايش مقاومت در برابر انتقال جرم[2] مي‌باشد كه توسط غشاء اعمال مي‌شود و مي‌تواند اثرات زيانباري بر روي سرعت كلي انتقال بگذارد. اين نوع غشاء‌ها كاربردهاي متفاوتي دارند مي‌توانند براي اكسيژناسيون خون[1]، براي جذب تعدادي از اسيدها و گازهاي آلكالين از قبيل؛ دي اكسيدكربن، سولفور، آمونياك و غيره از درون حلالهاي مختلف يا حلالهاي آبي (آب، سود، و …) بکار گرفته شوند.

براي جذب از غشاءهاي با اندازه حفرات micro استفاده مي‌شود كه مي‌تواند براي حذف گازهاي نامطلوب بدون هيچ مشكلي در سيستم‌هاي متداول استفاده شود. اين قبيل سيستم‌ها حذف دریک فاز گاز و جاذب مايع در جريان متقابل در آن طرف غشاء رخ مي‌دهد ودر این سیستمها انتقال جرم گاز مايع در دهانه حفرات غشاء صورت مي‌گيرد. غشاء‌هاي جاذب ارائه شده در تكنولوژي‌هاي متداول يك مزيت به حساب مي‌آيند.

در اين قسمت؛ يك غشاء متخلخل آبگريز[2] كه تحت فشار با يك مايع كه از ورود آن به غشاء جلوگيري مي‌شود قراردارد. براي اين منظور از یک گازP ااستفاده شده است كه اگر فشار از P بيشترباشد گاز به درون مایع واگر کمتر باشد مایع به درون گاز نفوذ می کند .