سامانه نوين توليد اب اشاميدني ازمنابع اب غيرقابل شرب بروش تقطير غشايي تماس مستقيم

در اين طرح يك فرآيند نو جهت شيرين سازي آبهاي شور با استفاده از انرژي هاي كم بهره ارائه مي شود. اين فرآيند به لحاظ زمينه فني به عنوان يك موضوع بين رشته اي به حساب مي آيد كه بخشهاي مهندسي، نيازهاي انساني و شيمي و متالوژي را پوشش مي دهد. اين فرآيند به منظور حل مشكل عدم دسترسي به آب شيرين با كيفيت مناسب و هزينه پايين، در مقايسه با فرآيندهاي سنتي رايج، طراحي شده است. همچنين اين فرآيند داراي مزاياي قابل توجه ديگري از جمله كار كردن در فشار پايين و دماي محيط، امكان كار كردن در فضاهاي محدود، سازگار با محيط زيست، امكان كوپل شدن با انرژي هاي تجديدپذير و ... مي باشد.

در اين پژوهش، يك غشاي سراميكي براي كاربرد ميكروفيلتراسيون ساخته شد. همچنين يك قالب خاص و كم هزينه طراحي و ساخته شد كه باعث تسهيل در ساخت غشاهاي سراميكي شد. همچنين مدول مناسب براي غشاي سراميكي تخت مدور طراحي و ساخته شد و سپس براي آزمايش‌هاي ارزيابي غشا به كار برده شد. سپس توزيع اندازه‌ي حفرات، نقظه حباب، تخلخل‌سنجي، عكس‌برداري به روش ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بدست آمد. نتايج به دست آمده از آزمايش‌ها نشان داد كه غشاي ميكروفيلتراسيون ساخته شده داراي ميانگين توزيع حفراتي حدود µm 2-4/0، تخلخل 70 -40 درصد و شار تراوايي L/m2.h 480 -100 مي‌باشد، كه در مقايسه با داده‌هاي موجود در مقالات علمي بسيار مطلوب مي‌باشند.

اين اختراع، روش بسيار كارآمدي براي ساخت غشاءهاي كامپوزيتي جداسازي گازها به ويژه حذف نيتروژن از گاز طبيعي است. نتايج بدست آمده از تكنيك SEM تاييد مي كند كه با بهره گرفتن از ريخته گري به روش وارونگي فاز و پوشش دهي ساپورت با محلول پليمري، غشاهاي بدون نقص حاصل گرديده است. اين غشا داراي خواص مكانيكي بهتري نسبت به غشاهاي سنتز شده با ساير روشها دارد. جهت جداسازي نيتروژن از گاز طبيعي از اين غشاهاي سنتزي استفاده گرديد. تراوايي و گزينش پذيري متان و نيتروژن در اين غشاهاي كامپوزيتي سنتز شده اندازه گيري شدند. غشاهاي كامپوزيتي ساخته شده با اين روش داراي تراوايي بين GPU 1000-100 و گزينش پذيري 50-5 براي جداسازي نيتروژن از گاز طبيعي بودند. با توجه به وجود مخازن گازي فراوان در كشور ايران كه بعضاً داراي مقادير زياد نيتروژن هستند، اين روش مي تواند بسيار سودمند باشد و امكان استفاده از اين مخازن گازي را فراهم نمايد.

حذف گاز آلاينده دي اكسيد كربن از گازهاي خروجي دودكش صنايع به كمك غشاهاي پليمري كاربردي مهم در حال توسعه از فناوري غشايي مي باشند. در اين راستا غشاهاي پليمري آلياژي جديد ABS/PEG از كوپليمر اكريلونيتريل - بوتادين - استايرن (ABS) و پلي اتر پلي اتيلن گلايكول (PEG) با وزن هاي مختلف مولكولي (400، 1000، 1500، 4000، 10000 و 20000 ) در آزمايشگاه تهيه و آزمون تراوايي گازهاي دي اكسيد كربن و نيتروژن بر روي آنها انجام پذيرفت. هم چنين به منظور بررسي ويژگي هاي غشاها تصاوير SEM تهيه و ارزيابي شدند. اين غشاها در نيروگاه ها صنايع فولاد و ساير صنايع شيميايي كه توليد كننده گاز گلخانه اي مذكور هستند مورد استفاده خواهد بود. نتايج اين بررسي نشان داد كه در تمام موارد وارد كردن مولكول هاي پلي اتيلن گلايكول افزايش بارزي در تراوايي دي اكسيد كربن و گزينش پذيري آن حاصل مي نمايد در نهايت با بررسي مورفولوژي غشاهاي تهيه شده به كمك SEM ساختار خوب و مناسب آنها براي انتقال گاز در جداسازي هاي منظور روشن گرديد. به طور خلاصه نتايج زير حاصل گرديد: - از نظر تراوايي غشاء ABS(10%PEG20000 بالاترين مقدار (9/76 بار) را دارا بود. - از نظر گزينش پذيري ABS/(10%PEG400 و (45/7) و ABS(10%PEG20000 و 44/36 داراي بالاترين مقاديربودند. - در مجموع با در نظر گرفتن همزمان تراوايي و گزينش پذيري غشاي ABS/(10% PEG20000 مطلوب ترين غشاء در برآوردن خواص جداسازي بود.

جداسازي غشايي گازهاي دي اكسيد كربن - متان از جمله فرايندهاي بسيار مهم و پر كاربرد در زمينه ارتقاء گاز طبيعي و بازيافت گاز زير زميني مي باشد در حال حاضر تعداد زيادي كارخانه از اين دست راه اندازي شده اما براي اينكه از لحاظ اقتصادي تغيير عمده اي حاصل شود و به غشاهاي مطلوب تري نياز است. در اين راستا در اينجا غشاهاي آلياژي از ترپليمر اكريلونيتريل - بوتادين - استايرن (ABS) و پلي اتيلن گلايكول (PEG) با وزن هاي مولكولي مختلف كه از بر هم كنش خوبي با CO2 برخوردار است تهيه و رفتار تراوايي و گزينش پذيري آنها براي گازهاي CH4,CO2 مورد بررسي قرار گرفته است. در اغلب موارد با افزايش تركيب درصد PEG و هم چنين افزايش دانسيته آن تراوايي CO2 زيادتر ولي گزينش پذيري CO2/CH4 تغييرات چشم گيري ندارد.

بهره گرفتن از غشاهاي پليمري لاستيكي مانند EPDM با تراوايي بالا به عنوان ماتريس غشا، گزينه مناسبي در سيستم هاي جداسازي مي باشد ولي ذاتاً داراي ضريب گزينش پذيري كم مي باشد. از طرفي اين پليمرها خواص مكانيكي مناسبي براي فرآيندهاي غشايي ندارند. در كار حاضر، با وارد كردن حامل هاي ثابت فعال (FSC) مناسب به ماتريس غشاهاي سنتز شده Co(II)-S-EPDM تراوايي CO2 و ضريب گزينش پذيري CO2 /N2 همزمان بهبود يافت. همچنين با بهره گرفتن از معرف استيل سولفونات به عنوان عامل تغيير ساختار شيميايي EPDM، خواص مكانيكي غشاهاي سنتز شده نيز بهبود پذيرفت. به گونه اي كه غشاهاي غيرچسبناك عاري از نقص حاصل گرديد. حضور درصد كمي از اين گروه‌‌‌‌‌‌هاي يوني اسيد سولفونيك آزاد، تاثير قابل توجه اي بر خواص مكانيكي پليمر داشته است. اين گروه هاي يوني نه تنها جايگاهي براي بهبود خواص مذكور است بلكه بهترين مكان ها براي پذيراي حامل هاي ثابت فعال مي باشند.

اين دستگاه فتوكاتاليستي غشايي از يك راكتور شيشه اي، سيستم فتوكاتاليستي حاوي لامپ اشعه UV، پمپ فشار مايع و غشاء اسمز معكوس تشكيل شده است كه قابليت حذف آلاينده هاي آلي موجود در آب (از جمله تركيبات فنلي) به كمك افزودن نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم را دارد.