دستیابی دانشگاه تهران به فناوری بومی جذب پیشرفته برای پالایش گاز‌های خطرناک صنعتی

به گزارش آنا، محققان دانشگاه تهران با طراحی و بهینه‌سازی یک فرآیند نوین جذب نوسانی خلأ (VSA)، موفق به ابداع سامانه‌ای مقرون‌به‌صرفه و کارآمد برای جداسازی گاز‌های اسیدی خطرناک مانند دی‌اکسیدکربن و دی‌اکسیدگوگرد از جریان گاز‌های خروجی دودکش صنایع شدند.

دکتر شهره فاطمی، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی شیمی، با عنوان این مطلب گفت: «این فناوری با انتخاب جاذب بهینه و استفاده از هوش مصنوعی برای کاهش زمان طراحی، قادر است گاز نیتروژن خالص با خلوص بیش از ۹۹.۹۹ درصد تولید کند».

عضو هیأت علمی دانشکده شیمی با تاکید بر اینکه این مطالعه جامع، مسیر طراحی و توسعه صنعتی یک فرآیند پیشرفته جذب نوسانی خلأ (VSA) برای زدودن گاز‌های اسیدی خطرناک از دودکش‌های صنعتی را ارائه کرده است، اظهار داشت: «در این پژوهش، جاذب «MAF-۶۶» به دلیل ظرفیت جذب بالا و انرژی مورد نیاز پایین برای بازیافت، به عنوان بهترین جاذب انتخاب شد. فرآیند VSA نیز به دلیل مصرف انرژی کمتر در هر سیکل کاری نسبت به فرایند‌های دیگر جذب سطحی مورد استفاده قرار گرفت».

فاطمی اعلام کرد: «با توسعه و اعتبارسنجی یک مدل ریاضی دقیق، توانستیم این فرآیند را با رعایت اصول تشابه، به طراحی مقیاس صنعتی برسانیم».

وی تاکید کرد: «طراحی یک سامانه دو بستری با ابعاد قابل توجه (ارتفاع ۷.۳ متر و قطر ۳.۶۵ متر) است که قادر به پردازش ۱۸۵ کیلومول در ساعت از گاز‌های دودکش با ترکیب: ۸۴.۵ درصد نیتروژن، ۱۵ درصد دی‌اکسیدکربن و ۵۰۰۰ قسمت در میلیون دی‌اکسیدگوگرد، به هدف خالص سازی گاز نیتروژن و جمع آوری اجزای آلوده نتیجه این تحقیق است.

عضو هیأت علمی دانشکدگان فنی با اشاره به اینکه به منظور یافتن نقطه تعادل بهینه بین شاخص‌های کلیدی عملکرد، بهینه‌سازی چندمنظوره با استفاده از الگوریتم ژنتیک (NSGA-II) انجام شد، افزود: «برای غلبه بر پیچیدگی محاسباتی و کاهش زمان بهینه‌سازی از چند روز به چند دقیقه، یک مدل جایگزین مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی توسعه و اعتبارسنجی شد».

وی تاکید کرد: «با توجه به نیاز‌های متفاوت صنایع، مناطق عملیاتی بهینه با شرایط کاری مشخص برای هر سناریو تعیین شده است. به عنوان مثال، در سناریوی بهینه‌سازی مبتنی بر خلوص وکاهش مصرف انرژی، فشار خلأ ۰.۱۰۳ بار، نسبت جریان شستشو به خوراک با نسبت ۰.۲۷۹ و زمان مرحله جذب ۱۶.۵۶ دقیقه پیشنهاد می‌شود. این تنظیمات تضمین می‌کنند که خلوص نیتروژن تولیدی به بالای ۹۹.۹۹ درصد رسیده و همزمان بهره‌وری حداکثر و مصرف انرژی به حداقل برسد».

این دستاورد گامی مهم در مسیر توسعه فناوری‌های دوستدار محیط زیست برای صنایع انرژی‌بر و کاهش انتشار آلاینده‌های خطرناک به حساب می‌آید.