11241

بررسي كاربردهاي امواج فراصوت با فركانس بالا در جذب كربن دي اكسيد

1400

دكتر شاهرخ شاه حسيني

گرمايش جهاني و تغييرات آب و هوايي به دليل افزايش غلظت CO2 در جو ناشي از احتراق سوخت‌هاي فسيلي مورد توجه قرار گرفته است. امروزه سوخت فسيلي نزديك به 85 درصد انرژي جهان را تامين مي‌كند. علاوه بر اين، زمان زيادي طول مي‌كشد تا منابع انرژي سبز جايگزين سوخت‌هاي فسيلي در مقياس صنعتي شوند. پيش بيني مي‌گردد كه حتي در 20 سال آينده هم از سوخت‌هاي فسيلي در بسياري از كشور‌ها استفاده گردد. بنابراين، توسعه روش‌هايي براي كاهش و حذف انتشار دي اكسيد كربن ضروري است. در اين راستا پروژه‌هاي زيادي انجام و طراحي شده‌اند كه هركدام از روش‌ها و سيستم‌هايي استفاده كردند كه قابل توجه بوده است. فناوري‌هاي اصلي ارائه شده عبارتند از: پيش احتراق، احتراق با سوخت اكسي و پس از احتراق. مهمترين آنها پس از احتراق مي‌باشد كه بدون نياز به تغيير واحدهاي عملياتي ممكن است. فناوري‌هاي متعدد پس از احتراق، يعني جذب شيميايي و فيزيكي (توده‌اي)، جذب سطحي، جداسازي غشايي، جداسازي هيدرات و جداسازي برودتي مورد بررسي قرار گرفته‌اند. بر اساس اطلاعات موجود، جذب توده‌اي به عنوان يكي از كارآمدترين و مناسب ترين روش‌ها براي حذف CO2 از جو در نظر گرفته مي‌شود اما نياز به هم زدن، زمان تماس زياد، سيستم تماس دهنده مقرون بصرفه و مناسب دارند. روش‌هاي جذب، اعم از شيميايي يا فيزيكي، معمولاً در كاربردهاي صنعتي استفاده مي‌شوند. هر روش جذب به همراه مزايا و معايبي هستند. يافتن يك روش و سيستم جذبي كه توسط آن بتوان نرخ انتقال جرم گاز به مايع را افزايش و زمان جذب را كاهش دهد داراي برتري است. جذب/ دفع به روش فناوري اولتراسونيك به همراه سيستمي ساده اما با بازدهي بالاست. اتميزه كردن اولتراسونيك يك فناوري موثر براي توليد ذرات ريز مايعات است. استفاده از تابش اولتراسونيك با فركانس بالا در مايع منجر به جريان اولتراسونيك و ظهور فواره‌اي از قطرات ريز روي سطح مايع مي‌شود. اين قطرات كوچكتر از 100 نانومتر هستند و سطح بيشتري را براي فرآيند انتقال جرم فراهم مي‌كنند و همچنين زمان فرايند را كاهش مي‌دهد، همين باعث برتري بين ساير روش‌هاي جذب مي‌گردد. از اين رو، اين روش كاربردي در فرآيندهاي مختلفي مانند احتراق سوخت، مرطوب‌سازي، انتشار عطر، سنتز نانوذرات و توليد پودر نيز مورد استفاده قرار گرفته است. امواج فراصوت با فركانس بالا در مقايسه با فرآيند دفع، براي جذب مطلوب‌تر هستند اما دريافتند كه مي‌توان توسط فركانس پايين براي فرايند دفع نتيجه مطلوبي گرفت. بررسي‌ها نشان دادنده‌اند كه سيستم اولتراسونيك پيوسته در صنعت به دليل بازدهي و عملكرد بهتري كه نسبت به سيستم ناپيوسته دارد مورد توجه قرار گرفتند. نشان داده شده است كه دما در مقايسه با توان اولتراسونيك در اين سيستم‌ها سهم زيادي ندارد و محققين تاثيرات هر يك از پارامتر‌ها را در سيستم تماس دهنده اولتراسونيك نشان داده‌ و همچنين با ساير روش‌هاي جذب مانند همزن مكانيكي مقايسه شده است كه نتيجه به عملكرد بهتر اولتراسونيك اشاره دارد.

10/3/2022 12:00:00 AM

76391

1401/07/28

Investigation of applications of high frequency ultrasound in the process of carbon dioxide absorption

جذب كربن دي اكسيد , اتميزه كردن اولتراسونيك , ناحيه سطحي , روش همزن

Carbon dioxide absorption , ultrasonic atomization , interface area , stirrer method