تبدیل آلودگی هوا- مریم احمدی- گروه بین المللی عطران؛ ارائه دهنده خدمات آموزشی

0

آلودگی ناشی از دود کارخانجات و صنایع، مهمترین و بیشترین سهم آلاینده ها در کشورهاست. با کنترل آلودگی این بخش می توان تأثیر زیادی در کاهش آلودگی هوا در کره زمین داشت. هدف این مقاله، سعی در تجزیه و تبدیل آلودگی است.

 

کلمات کليدي: آلودگی هوا، تبدیل آلودگی هوا، تجزیه آلودگی هوا، بحران محیط زیست

  

  • مقدمه

مقابله و مدیریت بحران محیط زیست، سخت تر و پیچیده تر از پروژه های عظیم هسته ای و فرانجومی نیست، که نشود و نتوان حل کرد.مهمترین دلیل ایجاد بحران محیط زیست آلودگی شدید هوا و همچنین از عوامل مهم اکثر بیماری های جسمی و روحی انسانها می باشد. بالا رفتن روزانه آمار مرگ و میر ناشی از آلودگی هوا مشکل اساسی جوامع بشریست.

به منابع مهم انتشار آلاینده های هوا می توان به: 1- خدمات حمل و نقل عمومی 2- نیروگاهها 3- صنایع 4- مصارف خانگی 5- کشاورزی و شیلات اشاره کرد. اگر چه در هر منطقه ای، علل خاصی منجر به آلودگی هوا می شوند، اما به طور کلی همانطور که مطالعات آماری نشان می دهد، بالاترین سهم تولید آلودگی هوا، حاصل از سوخت و ساز کارخانه ها، صنایع و نیروگاه ها و پالایشگاه ها می باشد.

به گزارش ایمنا صنایع و نیروگاه‌ها در آلودگی هوا دارای سهم 88 درصدی می باشد، که این سهم قابل چشم پوشی نیست. با کنترل و کاهش این حجم از آلودگی مسلما درصد زیادی از بحران آلودگی قابل حل می باشد.

  • تبدیل آلودگی هوا

گازهایی که از تولید و سوخت و ساز کارخانه ها و … ایجاد می شود، شامل موارد ذیل می شوند:

منوکسید کربن (CO)، دی اکسید کربن (CO2)، اکسید نیتروژن (Nox)، اکسید گوگرد (SOx)، هیدروکربورها (CxHy)، ذرات معلق (PTS)، ازون (PTS)

نمی توان کارخانه ها، صنایع، پالایشگاه ها و نیروگاه ها و… را تعطیل کرد، اما می توان آلودگی هوا را تبدیل کرد. تبدیل آلودگی به “چه چیزی”، به نیاز و توانایی مالی بر می گردد.

2-1- جداسازی گازها:

می توان گازهای ایجاد شده را جداسازی کرد و از آن ها بر اساس کاربرد آنها استفاده کرد. چگونگی جداسازی گازها از یکدیگر و انبار آن ها پیچیده نیست، اما این مبحث، هدف این مقاله نیست. در ذیل به طور اختصار لازم به اشاره می دانم:

جداسازی گاز دی اکسید کربن:

تبدیل دی اکسید کربن به یخ خشک یک نمونه تجزیه و تبدیل یک نوع گاز است و کاربردهای یخ خشک شامل: “استفاده برای سرد سازی بدون یخچال در موارد پزشکی، صنایع هوایی و… برای انتقال مواد خاص، استفاده برای جلوه‌های ویژه و ایجاد مه یا بخار، استفاده در آزمایشگاهها و مراکز علمی، صنعت روغن، ذخیره مواد غذایی، صنعت پخت نان، کندن سرامیک از کف، پایین بردن دما در واکنش‌های شیمیایی، تهیه نوشابه، پزشکی، انتقال گیاهان، رشد گیاهان، کند کردن واکنشهای شیمیایی، عامل تولید فشار، انقباض فلزات جهت فیت شدن، چاه‌های آب، جذب کننده مگس‌ها و حشرات موذی، باران‌زا کردن ابرها” انکار ناپذیر است.

2-2- تبدیل آلودگی کارخانه ها به دوده:

مجموع گازهای تولید شده در کارخانجات را می توان دوده نامید. هدف این مقاله هدایت دودها به ساختمان انجماد و تبدیل دوده ها به خشت ها و مکعب های دودی می باشد.

به بیان کلی تر و دور از مقدمه چینی و اطاله کلام، می توان در مسیر خروج گازها، دود را به جای هدایت به اتمسفر، به کارخانه تولید دوده منتقل کرد. در نهایت با هدایت دودها به کارخانه تولید دوده، از رها شدن این دوده ها در فضای اتمسفر، جلوگیری می شود، هر چند محصول این کارخانه نیز در صنعت بسیار مفید می باشد.

2-3- تبدیل آلودگی وسایل نقلیه حمل و نقل به دوده:

سوخت و ساز حاصل از بنزین و گازوئیل در ماشین آلات، به صورت گاز خارج می شوند که راحت ترین راه دفع این مواد است، مسلما ساخت دستگاه تولید دوده در قسمت خروج مواد از لوله اگزوز، جهت جامد کردن گازها دور از دسترس نمی باشد. ساخت این دستگاه با حجم 0.1 تا 0.2 متر مکعب، توسط مولف این مقاله در حال ساخت می باشد. محصول این دستگاه کیسه های دوده است. این دستگاه جهت استفاده در ناوگان حمل و نقل عمومی، قطارها و ماشین آلات سنگین طراحی شده است.

2-3- کاربردهای دوده

به طور مختصر در ذیل به کاربرد دوده های مختلف اشاره می شود:

2-3-1-دوده صنعتی:

دوده صنعتی با نام تجاری کربن بلک (Carbon Black) ماده سیاه رنگي با ارزش از خانواده کربن ‌است که تحت شرایط کنترل شده و طی فرایند خاصی تولید می‌گردد. دوده صنعتي با خواص بی‌نظیری که از خود نشان داده است، جایگاه بالايي درصنایع توليد پيگمنت‌ها، مستربچ‌ها، جوهر و رنگ‌سازي و به ويژه تایر و لاستیک (از بدو كاربرد در صنايع لاستيك‌سازي) دارد.

به طور کلی مصارف دوده صنعتی در صنایع مختلف: تایرسازی، تیوپ، ترمیم تایر، کابل، باتری، کفش، لوله، رنگ، واکس، کفپوش، شیلنگ، تسمه نقاله و سایر قطعات لاستیکی است.

این ماده که دارای ذرات نانومتری می‌باشد، عمدتاُ از سوختن ناقص هیدروکربن‌هاي آروماتیک درکوره‌های مخصوص و تحت شرايط دما و فشار معین تولید می‌گردد و به‌دلیل داشتن خواصی نظير ایجاد مقاومت خمشی، سختی و مقاومت درمقابل پاره شدگي، مورد توجه ویژه تایرسازان می‌باشد(بيش‌از 30% وزن تاير را كربن بلاك تشكيل مي‌دهد).

روش‌های مختلفی جهت تولید انواع گريدهاي دوده صنعتی ويژه صنايع تاير و لاستيك درميان كشورهاي توليدكننده در سطح جهان بکار گرفته می‌شود. از میان آن‌ها روش تولید کوره‌ای(Oil Furnace) به‌دلیل داشتن مزاياي بیشتر تكنولوژيك در فرايند توليد و خواص محصول بدست آمده و كاهش مصرف مواد اوليَه و حذف آلودگي محيط زيست به‌عنوان بهترين روش ( براي بيش‌از 90% توليد جهاني كربن بلاك) استفاده می‌گردد.

در روش كوره‌اي تولید ذرات دوده در راکتورهاي ويژه، عمل جداسازي ذرات كربن از خوراك روغن تحت حرارت فوق‌العاده و فشار تعريف شده حاصل مي‌گردد(و به‌همین دلیل به این نام خوانده می‌شود). با تغييردادن شرايط فرآیند، انواع دوده‌هاي صنعتي با خواص گوناگون و كاربردهاي متفاوت و عموما براي صنايع تاير و لاستيك، و همچنين ديگر مصارف صنعتي بدست مي‌آيد.

2-3-2- دوده سیلیسی

از الزامات اصلي بتن هاي پلاستيک مورد استفاده در ساخت ديوار آب بند سدها، مدول ارتجاعي پايين براي سازگاري در عملکرد با پي، مقاومت کافي براي تحمل بارهاي وارده و نفوذ پذيري کم به منظور حفظ آب بندي سد است. از اين رو بررسي روش هاي کاهش نفوذ پذيري بتن هاي پلاستيک بدون افزايش قابل توجه در مدول ارتجاعي آنها از نيازهاي اصلي تحقيقات در اين حوزه است.

با توجه به اينکه کاربرد دوده سيليسي در بتن هاي معمولي و توانمند تاثير بسيار مهمي در کاهش نفوذ پذيري اين نوع بتن ها از طريق گسسته سازي سيستم منافذ دارد، در اين تحقيق امکان کاهش نفوذ پذيري بتن هاي پلاستيک از طريق کاربرد دوده سيليسي مطالعه شده است. نتايج نشانگر تاثير بسيار زياد دوده سيليسي در کاهش نفوذ پذيري بتن هاي پلاستيک است و در نسبت  مساوي آب به مواد سيماني، امکان کاهش ضريب نفوذ پذيري تا 80 برابر وجود دارد.

در عين حال کاربرد دوده سيليسي منجر به افزايش مقاومت و مدول ارتجاعي بتن هاي پلاستيک شده است. ليکن اثر کاهش نفوذ پذيري به مراتب بيشتر است. به طوري که مي توان با استفاده از دوده سيليسي و به کار گيري نسبت آب به سيمان بالاتر به ازاي مقاومت و مدول ارتجاعي مشابه به ضريب نفوذ پذيري تا ده برابر کمتر نسبت به بتن بدون دوده سيليسي دست يافت.

2-3-3- کاربرد دوده در صنعت لاستیک

پدیده تقویت لاستیک ها توسط دوده از 100 سال پیش شروع شده است و تحقیقات در این زمینه همچنان ادامه دارد و عدم تحرک قسمت هایی از زنجیره لاستیک به واسطه وجود ذرات دوده همیشه یک دغدغه بزرگ بوده است.

دوده ها بسته به خواص خود نظیر اندازه ذرات، سطح ویژه، فعالیت سطحی و ساختمان خود، محدوده وسیعی از اثرات تقویت کنندگی را ایجاد می کنند. همچنین میزان استفاده از دوده یک فاکتور بسیار مهم است که مقدار دقیق آن بر اساس میزان اصلاح لاستیک و اغلب به صورت تجربی تعیین می گردد.

تکنیک های تولید دوده بر اساس فرآیند تولید به سه دسته تقسیم می شوند:

الف- دوده کوره ای

دوده های کوره ای با ساختمان بزرگتر باعث بهبود خواص فرآیند شده و طبیعت قلیایی آن ها (PH 6.5 تا 10) باعث تسریع در سرعت پخت می شود. این نوع دوده ها نسبت به دوده های حرارتی و کانالی خواص بهتری به آمیزه می بخشند و مورد مصرف زیادی دارند.

ب- دوده کانالی

دوده های کانالی در مقایسه با دوده های دیگر اسیدی بوده (PH در حدود 5) بنابراین باعث تأخیر در سرعت پخت می شوند؛ این دسته از دوده ها فرآیند پذیری ضعیفی ایجاد می کنند به همین دلیل کاربرد کمی در صنعت دارند.

ج- دوده حرارتی

محدوده اندازه ذرات در این روش 120 تا 500 نانومتر (nm) می باشد. این دوده ها غیر فعال بوده و سبب افزایش محسوسی در استحکام آمیزه نمی شوند. این دوده ها فرآیند پذیری خوبی دارند اما بعلت عدم فعالیت مناسب کاربرد کمی در صنعت دارند.

دوده های کوره ای در حال حاضر مهمترین و پرمصرف ترین نوع دوده ها هستند در مقابل، دوده های کانالی عملاً از صنعت حذف شده اند؛ دوده های حرارتی نیز در سال های اخیر به وسیله دوده های کوره ای مناسب با در نظر گرفتن فاکتورهای اقتصادی و محیط زیستی جایگزین شده اند.

در جدول شماره 1 دوده ها بر اساس نام قدیمی و خاصیت آنها طبقه بندی شده اند (به ترتیب از بالا به پایین اندازه ذرات افزایش می یابد)

جدول 1- دوده ها بر اساس نام و خاصیت

نام فارسی و خاصیت نام لاتین
دوده کوره ای با خواص سایشی عالی SAF: Super Abrasion Furnace
دوده کوره ای با خواص سایشی متوسط عالی ISAF: Intermediate Super Abrasion Furnace
دوده کوره ای با خواص سایشی بالا HAF: High Abrasion Furnace
دوده کوره ای با خواص اکستروژن سریع FEF: High Extruding Furnace
دوده کوره ای با مصرف عمومی GPF: General Purpose Furnace
دوده کوره ای با خواص نیمه تقویتی SRF: Semi-Reinforcing Furnace
  • نتیجه گیری

ساخت کارخانه تولید دوده در مسیر خروج گازهای خروجی کارخانه ها سهم بسیار بالایی در کنترل آلودگی هوا خواهد داشت و حتی با حرأت می توان ادعای حذف آلودگی را با ایجاد این کارخانه داشت. محصول این کارخانه دوده می باشد که در صنایع مختلف کاربرد فراوان دارد. ضمن اینکه دود حاصل از این کارخانه نیز مجددا وارد چرخه این کارخانه و تولید دوده خواهد شد.

ساخت این کارخانه بدون هزینه نخواهد بود، اما با توجه به سهم بالای آلودگی هوا در بیماری های جسمی و روانی ساکنان زمین و همچنین انقراض موجودات زیادی در کره زمین،  و به تبع هزینه های بسیار سرسام آور دولت ها در مبارزه با این بیماری ها و معایب ایجاد شده و با نظر به محصول ایجاد شده از این کارخانه، مسلما می توان این روش را بسیار مفید و اقتصادی دانست.

عملکرد و نحوه ساخت کارخانه های تولید دوده در جهان مشخص و واضح بوده و نیازی به توضیح در مورد نحوه ساخت این کارخانه نمی باشد، در تصویر شماره 1، به صورت مختصر عملکرد این کارخانه نشان داده شده است.

 

اشتراک:

درباره نویسنده

نظرات بسته اند

Call Now Button