جداسازي گاز توسط تكنولوژي غشايي

غشا يك يا چند فاز است كه بين دو فاز متفاوت قرار دارد و از نظر فيزيكي و يا شيميايي متفاوت از هر دو فاز بوده و براساس خواص ذاتي غشا و نيروي محركه اعمالي، توانمندي كنترل انتقال جرم بين اين دو فاز را داراست.
غشاها بر سه گونه اند كه عبارتند از غشاهاي متخلخل با تخلخل در ابعاد ميكرو و نانومتر، غشاهاي نامتخلخل با لايه چگال و زير لايه متخلخل و غشاهاي حمل كننده.

براي كنترل خوردگي خطوط لوله، جلوگيري از مسموم شدن كاتاليستها و كاهش آلودگي محيط زيست، حذف گازهاي اسيدي از جريان هاي مختلف ضروري به نظر مي رسد. فناوري نانو غشايي مي تواند به عنوان روشي نو براي حل اين مشكل مطرح شود كه در اين تحقيق كارايي اين فناوري در حذف گازهاي اسيدي مورد ارزيابي قرار گرفته است. غشاهاي نانو ساختار آلي (پليمري)، غيرآلي و هيبريدي (آلي و غيرآلي) براي حذف گازهاي اسيدي به كاربرده شده اند كه غشاهاي نانومتري غيرآلي- كامپوزيتي با لايه رويي از جنس سيليكا در حذف گازهاي اسيدي كارايي بالاتري نسبت به غشاهاي ديگر نشان داده اند. استفاده از محلولهاي جاذب در مدلهاي غشايي نيز مي تواند كارايي اين فناوري در حذف گازهاي اسيدي را به طرز چشمگيري افزايش دهد.

تكنولوژي؛ دوستدار محيط زيست
غشاهاي نانو كامپوزيت پليمري با عبوردهي بالا و انتخاب پذيري معكوس  باعث استفاده از غشاها براي جداسازي و خالص سازي گازها، بخارات و مايعات فرايندي را در مقايسه با ديگر تكنولوژي هاي شناخته شدهگردیده. تكنولوژي غشايي، كم هزينه، كم مصرف (از نظر انرژي) و دوست دار محيط زيست است. با اين همه استفاده گسترده از غشاها به دليل محدوديت و مشكل در تهيه غشاهايي با تركيب مناسب از خواص انتخاب پذيري بالا و عبوردهي بالا، محدود شده است.
در مواد پليمري رايج در تهيه غشاها، با افزايش انتخاب پذيري، عبور دهي كاهش مي يابد. نياز به غشاهايي با مجموعه خواص مطلوب شامل شار عبوري بالا،انتخاب پذيري بالا و پايداري شيميايي، مكانيكي و حرارتي مناسب، محققين را به سمت توسعه غشاهاي هيبريدي نانوكامپوزيتي (شامل مواد معدني پخش شده در ماتريس پليمري) سوق داده است.

در دهه1990 با افزودن زئوليتهايي با انتخاب پذيري بالا سعي در بهبود كارايي غشاها شده است.
پژوهش هاي اخير نشان مي دهد كه افزودن ذرات غير متخلخل سيليكا در مقياس نانو متري به يك پليمر شيشه اي با حجم آزاد بالا بنام پلي(4- متيل-2- پنتين) (PMP) موجب افزايش همزمان عبوردهي و انتخاب پذيري مخلوط بخار هيدروكربني با گاز دايمي مي شود.
در تهيه غشاهاي نانو كامپوزيتي پليمري از روش افزودن فيلرها به ماتريس پليمري استفاده شده است ولي در برخي تحقيقات نيز از روش فرايندهاي SOL-GEL براي تهيه ذرات با ابعاد نانو از ماده معدني بصورت INSITU استفاده مي شود.

كاربرد اصلي اين غشاها در جداسازي هيدروكربنها از گاز طبيعي به منظور كنترل نقطه شبنم و Btu و همچنين بازيافت NGL از گازهاي همراه در سر چاه يا گازهاي حاصل از EOR است. علاوه بر آن، از اين غشاها مي توان براي جداسازي و بازيافت مخلوط هيدروكربنها، حلالها، بنزين، MTBE ، VOC بخار آب و غيره در فرايندهاي پالايشگاهي و پتروشيمي نيز استفاده كرد.

دانلود متون در ادامه مطلب