دانلود مقاله بهینه سازی مصرف سوخت

بخشی از مقاله

تالك
(( TALK ))

سختي : 1
جلا : مرواريدي تا چرب
سيستم تبلور : منوكلينيك
فرمول : Mg3Si4O10(OH)2
رنگ : توده تالك خاكستري تا سبز سفيد يا سفيد مايل به نقره‌اي پودر آن سفيد رنگ است.
يك كاني سيليكاته از دسته فيلوسيليكاتها است و بلورهاي آن بسيار نادرند. به دليل سختي بسيار پائين (نرم‌ترني كاني جدول موس) بر روي پارچه اثر مي‌گذارد. چگالي آن بين 2/7 تا 2/8 است. داراي رخ مشخص بوده و ورقه‌هاي نازك آن حالت نيمه شفاف داشته و تا حدي خم مي‌شوند اما كشسان نيستند.

اين كاني لمس چرب دارد. تالك در اسيدها حل نمي‌شود و قدرت هدايت الكتريكي و حرارتي پائيني دارد. در صورتي كه متراكم و توده‌اي باشد به استاتيت ASteatite يا سنگ صابون شهرت دارد.
پيدايش: تالك در اثر دگرساني سيليكاتهاي منيزيم‌دار مانند اليوين و پيروكسنها توليد مي‌گردد. در سنگهاي دگرگوني ديده مي‌شود. ممكن است كاني سازنده اصلي سنگهاي شيستي مانند شيست تالكها باشد.
در ايران: معادن تالك در اصفهان، تهران، لرستان و ......... ديده مي‌شوند.
كاربرد: اين كاني در صنايع كاغذ، رنگ سازي، پلاستيك‌سازي و در توليد انواع سراميكها به كار مي‌رود.
ويژگي شناسايي: سختي 1 ، لمس چرب
نام تالك از واژه‌اي قديمي با منشاء نامعلوم (احتمالاً از واژه عربي طلق) گرفته شده است.

روش‌هاي اكتشاف، استخراج و فرآوري تالک

تالك خالص از نظر شيميايي بندرت در مقياس صنعتي در طبيعت يافت مي شود و معمولاً تمام تالك استخراج شده از معادن ناخالص مي باشد ولي با استفاده از فلوتاسيون يا ديگر روشهاي كانه آرائي، بدست آوردن كاني تالك خالص امكان پذير است.
در ايران اكتشاف و استخراج تالك حدودا از سال 1345 آغاز گشته ولي تا پيش از سال 1364 بررسي زمين شناسي و اكتشافي منظمي بر روي هيچ يك از معادن تالك صورت نگرفته است.

روش‌هاي عمده استخراج تالک

روش‌هاي عمده استخراج تالک به‌صورت روباز، معدنكاري دستي، حفاري و انفجار، تسمه ‌نقاله يا كاميون و به ‌ندرت به صورت زيرزميني استخراج مي شود.
استخراح تالك عمدتا از معادن روباز صورت مي‌گيرد و هر چند در استخراج اين ماده معدني به ماشين آلات و تجهيزات خاصي نياز ندارد ولي از آنجاييكه تالك مرغوب بايستي تقريبا سفيد و عاري از مواد ساينده باشد لذا در استخراج آن بايستي دقت كافي صورت گيرد.
به منظور انتخاب يك روش استخراج مناسب بايد اطلاعات زمين‌شناسي كانسار از قبيل وضعيت توده معدني، شكل، شيب، اندازه، معيار و توزيع كاني، مورد توجه قرار گيرند. همچنين داده‌هاي زمين‌شناسي و معدني كانسار از قبيل وضعيت سنگ معدني و سنگ‌هاي درونگير، گسل‌ها، درزها و عوامل تكتونيكي و نيز آبهاي سطحي پتانسيل فشارهاي طبقات مدنظر قرار داده شوند استخراج نمي‌شود و با ايجاد يك ترانشه، برداشت درطول آن انجام مي‌گردد. عموما پس از باطله برداري با استفاده از بولدوزر كف معدن را تسطيح (كه عموما پايين‌تر از سطح فوقاني ماده معدني است) مي‌كنند. سپس با دقت و حوصله قسمت اعظم و مغز عدسي را توسط ماشين آلات معدني استخراج مي‌نمايند. و توسط كارگر و كلنگ و بيل و فرغون باقي‌مانده تالك را از گوشه و كنار عدسي كنده و خرد و كلوخه مي‌نمايند.
نظربه اينكه خلوص تالك بسيار اهميت دارد، بهترين روش استخراج پله‌اي و انتخابي مي‌باشد. بطور كلي روشهاي استخراج تالك بشرح زير هستند:
•روش ترانشه‌اي
با مواد ناريه
با ماشين آلات معدني
•روش بلوكي
با مواد ناريه
با ماشين آلات معدني
•روش پله‌اي
با مواد ناريه
با ماشين آلات معدني
•روش زيرزميني
با استفاده از چوب بست و الوار
•روش پيكور و نيروي كار

اطلاعات جنبي شامل شرايط اجتماعي و طبيعي، به منظور تعيين اثرآنها بر روي روش استخراج انتخابي بايد مورد ارزيابي قرار گيرند و در فعاليت فاكتوهاي مالي و اطلاعات اقتصادي و فني كه در تعيين روش استخراج مي‌توانند تاثير مهمي داشته باشند، بايد مورد مطالعه قرار گيرند.
با توجه به ژنز و نحوه تشكيل كانسارهاي تالك، كانسنگ، و سنگ‌هاي دربرگيرنده آن كه داراي شكتسگي‌هاي فراوان بوده و پايداري چنداني ندارند و به علاوه معمولا عمق پيدايش اين كانسارها زياد نيست و همچنين با توجه به نرمي تالك، استخراج از معادن تالك عمدتاً به صورت روباز و اغلب بدون استفاده از مواد ناريه و به كمك ماشين آلات معدني نظير بولدوزر ولودر انجام مي‌گيرد.
در حال حاضر استخراج از معادن تالك با روشهايي كه معدن كاري بسيار متنوع و روشهايي دقيق روباز تا شيوه‌هاي پيچيده و دقيق زيرزميني و همراه با استفاده از نيروي چوب بست و الوار صورت مي‌گيرد. روشهاي روباز بسيار گسترده و 75 درصد از توليدات جهاني با اين شيوه انجام مي‌پذيرد.
براي استخراج تالكهاي ورقه‌ايي كه به صورت استثنايي و زيادي ليز هستند از چوب بست و الوار استفاده مي‌شود. كانساهاي توده‌اي، بلوكي و قطعه‌اي و سخت نياز به حفاري گسترده و انفجار دارند. در حالتي كه استخراج ماده معدني در ابعاد تكه‌ اي و ابعاد بزرگتر مورد نظر باشد، انفجار به حداقل رسانده مي‌شود.
براي تهيه تالك مرغوب و قابل استفاده براي موارد مخصوص، شرط آن است كه درجه خلوص بالايي داشته و فاقد مود زايد باشد. به همين جهت بهره‌برداري از معادن تالك براي اين منظور با دقت و ظرافت زيادي بايد انجام گردد كه خود موجب كاهش راندمان‌هاي توليد مي‌گردد.
متاسفانه در كشور ما توجه چنداني به رعايت مسائل فني و ايمني در حين كار نمي‌گردد.

روش‌هاي عمده اكتشاف تالک
بهترين روش جهت اكتشاف كانسارهاي تالك، تركيبي از ارزيابي‌هاي ژنتيكي و نحوه پيدايش كانسار، ارزيابي‌هاي ساختماني و آناليز نمونه‌هاي خاك توام با متدهاي مينرالوژيكي است.
افزايش روز افزون تقاضاي تالك و مشكلات كشف نهشته‌هاي كانسارهاي در اعماق زياد، اهميت لزوم توسعه روش‌هاي پي‌جويي تالك را ايجاب مي‌نمايد.
بطور كلي با توجه به نحوه جايگيري و ژنز مواد معدني مختلف، روش‌هاي متفاوتي براي اكتشاف كانسارهاي آنها در نظر گرفته مي‌شود. روشهاي معمول اكتشاف مواد معدني عبارتند از: پي‌جويي هاي صحرايي، متدهاي ژئوشيميايي، روشهاي ژئوفيزيكي، مطالعات كاني‌شناسي، مطالعات ساختاري و تكتونيكي، ارزيابي‌هاي ژنتيكي انواع روشهاي نمونه‌برداري، حفاري، تراشه‌زني و روشهاي سنجش از دور (استفاده از تصاوير ماهواره‌اي)
در ارتباط با كانسارهاي تالك روش‌هاي مختلف اكتشافي اعمال گرديد، كه يكسري از آنها موفقيت‌آميز نبوده است.

در زير تعدادي از روش‌هاي اكتشاف تالك بررسي مي‌شود.
الف – روش پي‌جويي ژئوشيميايي
پي‌جويي كانسارهاي پنهان تالك از طريق نقشه برداري ژئوشيميايي خاك بر روي برخي از كانسارهاي تالك درارتباط با سنگ‌هاي كربناتي انجام گرفت.ت به دليل فقدان هاله‌هاي ژئوشيميايي در رخنمونهاي تالك و به دليل اين واقعيت كه رگه‌هاي تالك معمولا ابعاد كوچكي دارند، بنابراين اين متد پي‌جويي تالك مناسب نيست. از طرف ديگر در ارتباط با تالك شيست‌ها و سنگهاي ميزبان چون تفاوت بين آنها غير مفيد مي‌باشد. لذا اين روش براي رديابي عناصر موجود مناسب نمي‌باشد.
متد پي‌جويي و اكتشاف ژئوشيميايي رودخانه‌اي جهت تالك نيز پيشنهاد نمي‌گردد زيرا خاصيت هيدروفوبيسيته تالك باعث مي‌شود كه تالك در رسوبات رودخانه‌اي فعال پيدا نشود. آناليز رسوبات رودخانه‌اي غير فعال نيز نتايج متفاوت داده است.

ب – روش مينرالوژيكي و آناليز نمونه‌هاي خاك
آناليز مينرالوژيكي خاكها براي تعيين تالك هوا زده در خاكهاي برجا، در پي‌جويي مي‌تواند مورد استفاده قرار بگيرد. يكي از خصوصيات مهم تالك اين است كه به شدت درمقابل هوازدگي شيميايي مقاوم است در نتيجه تشكيل دهنده اصلي خاكهاي سطحي مي‌باشد. مقاومت تالك در مقابل هوازدگي شيميايي نسبت به كاني‌هايي كه از نظر فراواني مطابق تالك هستند، نظير كلريت و ميكا باعث غني شدگي تالك در ذرات رسي خاكها شده است. حتي دراين اندازه‌ها تالك به صورت كريستالين باقي مي‌ماند. هاله تالك در خاكها و پراكندگي آن براثر جابجايي در طول هوازدگي، بطور معمول در دامنه‌ها، بسته به درجه هوازدگي و درجه سطوح سراشيبي تا ده ها متر مشاهده مي‌گردد.

همان گونه كه در بالا ذكر شد تالك يكي از تشكيل دهنده‌هاي اصلي خاكهاي سطحي مي‌باشد. در نتيجه حتي مقادير كمي از نمونه‌هاي خاك كه توسط انكسار اشعه مورد تجزيه قرار گرفته باشد مي‌تواند براي تعيين تالك موثر واقع شود. اين متد امكان تعيين كانسارهاي پنهان تالك را در مناطقي كه داراي پتانسيل مي‌باشد، فراهم مي‌سازد. اين روش بطور موفقيت آميزي دركانسارتالك رابن والد واقع در اتريش بكار برده شده است.

آناليز شيميايي تالك معمولا با بررسي‌هاي ديفراكتومتري اشعه ايكسپ تكميل مي‌گردد (يا فلوئورسانس اشعه X ) اين روش براي شناسايي ميكروسكوپ شامل Electron diffraction selected area استفاده مي‌شود. توزيع اندازه ذرات معمولا با روشهاي ترسيمي تعيين مي‌گردد. سطح مخصوص با متدهايي كه بر مبناي ميزان جذب گاز نيتروژن است، تعيين مي‌شود.
در مورد كانسارهاي تالك در ارتباط با سنگ‌هاي اولترامافيك مي‌توان گفت، از نظر تركيب شيميايي و مينرالوژيكي، اين

كانسارها محتوي مقادير متفاوتي از تالك، كاني‌هاي سرپانتين، آمفيبول ها و كربنات ها هستند. از نظر شيميايي تركيب تالك براي اين نوع كانسارها شناسايي شده است. تالك در اين نوع كانسارها آهن زيادتر و مقدار نيكل بيشتر در مقايسه با تالك‌هايي نشان مي‌دهد كه در سنگ ميزبان كربناتي هستند. از طرفي Cr در اين نوع كانسارها فروان است.

ج- روش پي‌جويي ژنتيكي همراه با مطالعات ساختماني و تكتونيكي:
يكي از موفق ترين روشهاي اكتشاف نهشته‌هاي تالك، مطالعات روي ژنز كانسار تالك همراه با تجزيه و تحليل ساختار مناطق اطراف مي‌باشد. اين روش، انتخاب مناطق مورد نظر را جهت اكتشافات كانسار امكان‌پذير مي‌سازد.
بعنوان مثال در كانسارهاي تالك مرتبط با سنگ‌هاي اولترامافيك، تالك عموما در شكستگي‌ها و درزها در حاشيه سنگ‌هاي اولترامافيك متمركز مي‌گردد. در مورد كانسارهاي تالك در ارتباط با سنگ‌هاي ميزبان كربناتي، اين نوع كانسارها به سنگ‌هاي دولوميتي و منيزيتي مربوط مي‌گردند.

منيزيت توسط تالك در محيط غني از محلولهاي جايگزين شده و باعث تشكيل تالك در حاشيه شكستگي سنگ‌هاي ميزبان هستند كه امكان حركت محلولهاي هيدروترمال بخصوص سيليس را در سيستم كربناتي سبب مي‌گردد. سيستم باز شكستگي‌ها شرايط را براي تبدليل به آب در ادامه فرآيند تشكيل تالك فراهم مي‌نمايد.

با توجه به بررسي روشهاي فوق و كلا آزمون روشهاي مختلف اكتشاف كانسارهاي تالك، به نظر مي‌آيد تنها متد موفق تركيبي از ارزيابي ژنتيكي و نحوه پيدايش كانسار و ارزيابي‌هاي زمين‌شناسي ساختماني و آناليز نمونه‌هاي خاك توام با متدهاي مينرالوژيكي است.
مصارف مهم تالک
مهمترین مصارف تالک بدین صورت می‌باشد که کاغذ سازی 42 درصد، پلاستیک 9.2 درصد ، سرامیک 21 درصد ، رنگ سازی 8.5 درصد ، پوشش بام 5.4 درصد ، دارویی 2 درصد ، لوازم آرایشی 2 درصد و لاستیک ، خوراک دام ، کنترل آلودگی ، پولیش و کشاورزی کاربرد دارد.
کاغذ سازی
از تالک در سه مرحله در ساخت کاغذی می‌توان استفاده کرد پرکننده ، کنترل ناهمواری و روکش. 42 درصد تالک تولیدی جهان در کاغذ سازی به مصرف می‌رسد. بخش اعظم تالک در کاغذ سازی به عنوان ماده پرکننده استفاده می‌شود. میزان تالک مصرفی در صنعت کاغذ سازی در سال 1994 بالغ بر 2.7 میلیون تن گزارش شده است. در آمریکا به دلیل فراوانی کائولن مورد نیاز برای صنعت کاغذ سازی مصرف کائولن در این صنعت بیشتر از تالک بوده و در اروپا مصرف تالک بیشتر است.

مزایای استفاده از تالک به جای کائولین به عنوان پرکننده عبارتند از بهبود حالت نرمی ، تخلخل ، ماتی، سایش و اندیس زردی. از تالک به دلیل شکل صفحه‌ای و شفافیت بسیار خوب به عنوان روکش کاغذ استفاده می‌شود. استفاده از تالک به عنوان روکش موجب ویژگیهایی در کاغذ می‌شود که عبارتند از گلاسه ، نرمی ، کاهش اصطکاک و افزایش کیفیت چاپ استفاده از تالک و یا کائولین به عنوان روکش بستگی به قیمت این دو نوع ماده معدنی دارد. بیش از 90 درصد تالک استفاده شده در آمریکای شمالی در کاغذ سازی به منظور کنترل ناهمواری و کاهش چسبندگی است.

سرامیک
21 درصد تالک تولیدی جهان در ساخت انواع سرامیکها به مصرف می‌سرد. از تالک به دلیل دارا بودن ضریب انبساط و انقباض مناسب ، ضریب پخش خوب و ارزانی قیمت در انواع سرامیکها استفاده می‌شود. در بدنه (بیسکویت) سرامیکهای سنتی از تالک به میزان 30 تا 60 درصد استفاده می‌شود. در سرامیکهای پیشرفته از تالک نیز استفاده ویژه می‌شود.

سرامیکهای استاتیت که به عنوان عایقهای الکتریکی استفاده می‌شوند، از تالک 10 درصد کائولین و 10 درصد کربنات باریم در دمای 1349 - 1355 درجه سانتیگراد (12-13 ساعت) ساخته می‌شود. سرامیکهای کوردیریت به دو روش ساخته می‌شوند. مخلوط 44 درصد تالک خالص ، 41 درصد کائولین و 15 درصد اکسید آلومینیوم و یا 50 درصد کائولین و 50 درصد کلریت غنی از منیزیم.
پلاستیک

2.9 درصد تالک تولیدی جهان در پلاستیک به عنوان ماده پرکننده استفاده می‌شود. در صنعت پلاستیک سازی به دلیل شکل ، اندازه ، مقاومت حرارتی و شکل پذیری تالک از آن به عنوان ماده پرکننده استفاده می‌شود. تالک به منظور افزایش مقاومت مکانیکی و بالا بردن کیفیت سطح (کاهش خراشیدگی) ، به پلی پروپیلن (pp) افزوده می‌شود. در اتومبیل از پلاستیکهای مخصوص با عنوان پلاستیکهای حرارتی مهندسی (ETP) استفاده می‌شود. کاربرد دیگر تالک در پلاستیک به منظور جلوگیری از گرفتکی و چسبندگی در پلاستیک است.

بهینه سازی مصرف سوخت

چكیده
با توجه به افزایش مصرف انرژی، محدود بودن منابع طبیعی، حركت در راستای طرح توسعه پایدار و حفظ محیط زیست بایستی تا حد امكان از هدر رفتن و تلف شدن انرژی جلوگیری شود. در این تحقیق كارهایی كه بایستی در این زمینه انجام بگیرد مورد بررسی قرار گرفته و نمونه‌هایی از كارهایی كه می‌توان انجام داد به تفضیل ارائه شده‌اند. از جمله كارهای علمی و كاربردی می‌توان به موارد زیر اشاره كرد: 1- استفاده از تكنولوژیهای جدید و مواد اولیه بهتر و سازگار با محیط زیست. 2- استفاده بهینه از مواد و بازیابی آنها در صنایع مختلف. 3- بهینه‌سازی واحدهای صنعتی و تولیدی. 4- بالا نگهداشتن قیمت انرژی. 5- یافتن كاربردهای جدید برای موادی كه به وفور یافت می‌شوند و فعلاً كم مصرف هستند. 6- استفاده از انرژیهای نو و تجدیدپذیر. 7- آموزش مصرف انرژی به افراد از طریق رسانه‌های ارتباط جمعی. 8- توسعه فرهنگ عامه مردم در جهت مصرف كمتر و بهینه از انرژی.

مقدمه
كشور پهناور ایران دارای منابع و ذخایر بزرگ انرژی است. در حال حاضر تعداد 85 میدان نفتی كشف شده در كشور وجود دارد. از لحاظ ذخایر گازی، ایران دومین مقام را در جهان دارد. ذخایر گازی باقیمانده در ایران در حدود 2616 تریلیون متر مكعب می‌باشد. منابع دیگر انرژی مثل ذغال سنگ و … نیز در كشور وجود دارد. با توجه به افزایش مصرف انرژی، محدود بودن منابع طبیعی، حركت در راستای طرح توسعه پایدار و حفظ محیط زیست بایستی تا حدامكان از هدر رفتن و تلف شدن انرژی جلوگیری شود. برای این منظور بایستی در زمینه استفاده بهینه از منابع انرژی در كشور قدم هایی برداشته شود.

واژه بهینه‌سازی ترجمه كلمه optimization است كه در ریاضیات مفهوم خاص خود را دارد و در كشور ما نیز در زمینه های مختلف از جمله انرژی مورد استفاده قرار گرفته ‌است. بهینه‌سازی مصرف انرژی برای یك فرایند می‌تواند به صورت موضعی (Local) و یا بصورت جامع (Global) برای یك سیستم كه متشكل از چندین فرایند است، انجام شود[1]. بر اساس تئوری بهینه‌سازی، نتیجه بهینه‌سازی برای چندین فرایند به صورت جداگانه الزاما برابر با نتیجه بهینه‌سازی به صورت جامع نیست و

بنابر تعریف، بهینه‌سازی به صورت جامع می‌تواند در برگیرنده تركیبی از دو فرایند و یا چندین فرایند باشد. اعمال بهینه‌سازی بصورت جامع نیاز به درك صحیح دینامیك انرژی ‌بری تجهیزات هر یك از فرایندها دارد و به مراتب پیچیده‌تر از به كارگیری روش بهینه سازی موضعی می‌باشد. روشهای كنترل كه بر اساس دینامیك انرژی بری و نظارت بر تمامی فرایندها كار می‌كنند و یا تكنولوژیPinch كه مبتنی بر اصل كاهش مصرف انرژی از طریق تركیب فرایندها و یا Process integration است، از جمله روشهای بهینه سازی به صورت جامع هستند[2].

به غیر از تقسیم‌بندی روشهای بهینه‌سازی به موضعی و جامع، تقسیم‌بندی دیگری نیز وجود دارد كه بر اساس هزینه های لازم برای انجام بهینه‌سازی می‌باشد و عبارتند از روشهای با هزینه پایین یا بدون هزینه، روشهای با هزینه متوسط و روشهای با هزینه بالا. از روشهای بدون هزینه می توان به موارد زیر اشاره كرد: انتخاب سوخت و یا حامل انرژی بهتر، تنظیم ساعات كاری، تنظیم نورپردازی، تنظیم دمای سیستم آبگرم، تنظیم فشار در سیستمهای هوای فشرده و [2]….

در این تحقیق كارهایی كه می‌تواند در زمینه كاهش مصرف انرژی مفید واقع شود در چند گروه دسته‌بندی شده و در هر مورد مثالهایی كه از روشهای گفته‌ شده استفاده كرده‌اند و نتیجه مطلوب گرفته‌اند بیان شده ‌است.

پیشنهادات برای كاهش مصرف انرژی
كارهایی كه می‌توان برای كاهش مصرف انرژی پیشنهاد داد به شرح زیر می‌باشند.
1- استفاده از تكنولوژیهای جدید و مواد اولیه بهتر و سازگار با محیط زیست
یكی از مواردی كه باعث كاهش مصرف انرژی می شود استفاده از تكنولوژیهای جدید و مواد اولیه با كیفیت بالا می‌باشد. اكثر واحدهایی كه در كشور وجود دارند قدیمی بوده و نشتیهای زیادی در قسمتهای مختلف آنها وجود دارد یا راندمان آنها پایین است و بعضی وقتها كیفیت محصولات تولیدی قابل قیاس با مشابه‌های خارجی نیست. لذا بهتر است در مورد صنایع موجود در كشور بررسیهای علمی و دقیق‌تر انجام گیرد تا واحدهایی كه انرژی بالایی مصرف می‌كنند شناسایی شوند و در راه تغییر فرایند و كارهای دیگر اقدام شود. از جمله كارهایی كه در كشورهای مختلف در این زمینه انجام شده‌است می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:
1-1- استفاده از MDEA (متیل دی اتانل آمین) در صنایع پالایش گاز و شیرین‌سازی آن: در صورت استفاده از این ماده، ظرفیت واحد بالا، انرژی مورد نیاز كم و در نتیجه كاهش سرمایه‌گذاری را باعث می‌شود. این آمینها می‌توانند تا غلظتهای بالای 50% مورد استفاد قرار گیرند ولی آمینهای خیلی خورنده مثل MEA و DEA حداكثر تا غلظتهای به ترتیب 15 و 30% می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. آمینهای بر پایه MDEA در غلظتهای بالا فعالیت بیشتری برای حذف گازهای اسیدی دارند. بنابراین هر گالن از محلول حجم بالایی از گاز را تصفیه خواهد كرد. همچنین اپراتورها می‌توانند جریان برگشتی را كم كنند و در نتیجه توان كمتری برای كار پمپها لازم است. همچنین در ریبویلر به خاطر اینكه انرژی كمتری برای شكستن پیوند بین آمین و گاز اسیدی لازم است، انرژی كمتر مصرف می شود. انتخاب پذیری بالای MDEA باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود و نیز به علت خاصیت خورندگی كم آن، طول عمر تجهیزات افزایش می‌یابد و هزینه‌های نگهداری نیز كمتر می شود. برای مثال واحدی را در نظر بگیرید كه از حلال MDEA برای تصفیه MM scfd 60 گاز طبیعی و حذف سولفید هیدروژن تا كمتر از ppm 4 استفاده می‌كند. در این حالت 9 میلیون Btu بر ساعت انرژی مصرف می شود. اگر از DEA استفاده شود برای تصفیه MM scfd 45 مقدار انرژی مصرفی 16 میلیون Btu بر ساعت خواهد بود. مشاهده می شود كه در استفاده از MDEA، 33% گاز بیشتر با 56% انرژی كمتر تصفیه می‌شود و در صورت تبدیل واحد از DEA به MDEA، ظرفیت واحد از 75 به 90 افزایش می‌یابد ]3[. خوشبختانه در پالایشگاه گاز در عسلویه نیز از این ماده استفاده می‌شود.

1-2- استفاده از لامپهای گوگردی: كه در محیطهای شهری و هم صنعتی كاربرد خوبی دارند و از لامپهای فلورسنت روشنایی بیشتر و بازده بیشتری دارند. از جمله ایرادهای این محصولات، سمی بودن تركیبات گوگرد در اثر شكستن و آلوده كردن محیط زیست است. بنابراین آنها در یك محفظه شیشه‌ای محكم تعبیه شده‌اند ]4[.

1-3- استفاه از شیشه‌های دوجداره، پنجره‌های PVC و عایق كردن درز پنجره‌ها: عامل اتلاف گرما و سرما در منازل در زمستان و تابستان پنجره‌ها هستند كه محل تعبیه، تعداد و نوع آن مهم است. در این زمینه مدل‌سازیهای كامپیوتری و شبیه‌سازیهایی انجام شده‌است. جدیدترین این تحقیقات، تك
استفاده از میكرو ویو برای گرم كردن مواد شیمیایی كه علاوه بر كاهش مصرف انرژی، سازگار با محیط زیست نیز می‌باشد ]5[.
تولید اتیلن گلیكول و پروپیلن گلیكول به روشی كه حداقل انرژی را مصرف می كند. با استفاده از این روش 32 تریلیون بی‌تی‌یو انرژی صرفه‌جویی می‌شود ]6[.

2- استفاده بهینه از مواد و بازیابی آنها در صنایع مختلف
در بیشتر صنایع كشور به خاطر ناقص انجام گرفتن واكنشها، قدیمی بودن دستگاهها، تكنولوژیهای قدیمی و تخصصی نبودن مسئولیتها مواد با ارزش زیادی در پسابهای واحدها وارد شده و دور ریخته می‌شوند. در این زمینه هم می‌توان با انجام تحقیقات لازم اقدام به بازیابی این مواد كرد. از كارهای انجام گرفته در این زمینه می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:
2-1- بازیابی فلزات با ارزش از كاتالیزورهای مستعمل: سالیانه مقدار زیادی از كاتالیزورهای مورد استفاده در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی‌ها به صورت مستعمل انبار می‌شوند كه دارای فلزات با ارزشی همچون پلاتین، كبالت، مولیبدن و … می‌باشند. این فلزات قابل بازیابی بوده و بازیافت آنها از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه است و با احداث واحدی می‌توان این كار را انجام داد. در كشورهای مختلف شركتهایی وجود دارند كه به این كار مشغول هستند ]7[.

2-2- بازیابی و استفاده مجدد متانول مصرفی: سالانه حدود 198 میلیون كیلوگرم متانول سمی در آمریكا تولید می شود. برای مثال در واحد خالص‌سازی پروكسید هیدروژن FMC توانسته‌اند با استفاده از روش تقطیر بخار تا 90% متانول را از پساب بازیابی كنند. استفاده از این روش باعث كاهش تولید پسابهای حاوی متانول در حدود 2/2 میلیون پوند بر سال با كاهش مصرف انرژی در حدود 2/19 بیلیون Btu بر سال شده‌ است. بعلاوه این سیستم باعث شده است تا شركت FMC در هزینه عملیاتی سالیانه‌اش 5/1 میلیون دلار صرفه‌جویی كند. شواهد نشان می دهد كه در جاهای دیگر نیز می خواهند از این تكنولوژی استفاده كنند ]8[.

2-3- مصرف بهینه مواد اولیه در صنایع كاغذسازی: معمولا برای ساخت یك تن كاغذ حدود 2 تا 5/3 تن درخت یا چوب مرغوب لازم است. صنایع كاغذسازی در جهان پنجمین مصرف كنده صنعتی انرژی هستند. آب نقش مهمی در صنایع كاغذسازی دارد و بطور عمده‌ای آب در این صنعت مصرف می‌شود كه خود باعث آلودگی آب و هوا می شود. به همین دلیل تولید كنندگان كاغذ در فكر راهی برای كاستن از انرژی مورد استفاد و آلودگی كمتر هستند.
3- بهینه‌سازی و مدل كردن واحدهای صنعتی و افزودن تجهیزات اضافی

در این زمینه می‌توان با انجام تغییراتی در واحد و یا اضافه كردن تجهیزاتی و یا انجام كارهایی مثل شبیه‌سازی، مدل‌سازی و كنترل واحدها در مصرف كمتر انرژی، كیفیت بالای محصولات و حداقل كردن هزینه‌ها قدم برداشت. در اغلب واحدهای شیمیایی كه واكنشهای شیمیایی صورت می‌گیرد برای بهینه كردن انرژی باید سعی شود كه واكنشها تا حد امكان در جهت كامل شدن پیش بروند و از دیگر پارامترها هم مدیریت انرژی است كه با مشاهدات و كنترلهای خود می‌تواند فرایندهای

پیچیده صنعتی را در جهت بهینه شدن پیش ببرد (مثل انتخاب سیستم، پارامترهای فرایند كه باید نشان داده شوند، تجهیزات اندازه‌گیری كه باید استفاده شوند و … ). پارامترهای دیگری مثل برنامه كمكهای مالی دولت از دیگر راهكارهای بهینه‌سازی انرژی است. یك اصل كلی برای بهتر شدن كنترل فرایندها این است كه كیفیت باید بهتر شود. در 30 سال گذشته به دلیل تمهیداتی كه در زمینه محیط زیست و همچنین بازدهی انرژی صورت گرفته، تقریبا مصرف انرژی نصف شده است. در زیر به چند مورد از كارهای انجام شده در این زمینه اشاره می‌شود:

3-1- بهینه‌سازی مصرف انرژی در برجهای تقطیر: در صنعت نفت، برج تقطیر یا واحد تقطیر یكی از كلیدی‌ترین واحدهای مصرف كننده انرژی است كه به وسیله شبیه‌سازیها و مدلهای كامپیوتری می‌توان مصرف انرژی را در این بخش به حالت بهینه درآورد. امروزه كاهش مصرف انرژی در عملیات تقطیر در كاهش قیمت تمام شده محصولات بیشتر موثر است ]9[. با توجه به روشهای مختلف موجود می‌توان كلیه فعالیتها در این رابطه را به سه گروه تقسیم‌بندی كرد.

الف- روشهایی كه سرمایه مورد نیاز آنها كم است: مثل جریان برگشتی به برج، محل ورودی خوراك، بهبود در تعمیرات و روشهای تعمیراتی، فشار داخل برج (فشار عامل مهمی است كه با توجه به دمای آب خنك كننده در دسترس جهت میعان بخارات بالاسری انتخاب می‌گردد. عملیات تقطیر در فشارهای پایین مطلوبتر است. پس در فصل زمستان و فصل بارانی بعلت كاهش دمای محیط و افت دمای برج آب خنك كننده می‌توان فشار برج را كاهش داد).

ب- روشهای با سرمایه‌گذاری متوسط: مثل استفاده از روشهای بازیافت اتلاف حرارتی، عایق كاری، جابجایی سینی‌ها با تجهیزات موثر مشابه ( آكنده های با كارایی بیشتر، با ارتفاع معادل كمتر و افت فشار كمتر).

ج- روشهای با سرمایه‌گذاری بالا: این روشها منجر به بازیافت انرژی زیادتری نسبت به دو مرحله قبل می‌شوند كه از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره كرد. بهینه‌سازی یا تعویض سیستم كنترل و ابزار دقیق، میعان دو مرحله‌ای در بخش بالا سری ( در این روش مرحله اول جهت حصول به میعان كافی برای جریان برگردان انجام می‌گیرد و مرحله دوم جهت خنك كردن و استصال محصول كافی مورد استفاده واقع می‌شود).

3-2- اضافه كردن تجهیزاتی برای برای بازیابی انرژی: در بیشتر صنایع می‌توان با افزودن تجهیزاتی انرژی قابل ملاحظه‌ای را بازیابی كرد كه از جمله‌ آنها می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:

3-2-1- استفاده از توربو اسكرابرها در خروجی دودكشهای صنعتی: این دستگاه به طور همزمان ذرات ریز را می‌گیرد، گاز SO2 را جذب می‌كند و حرارت گازهای خروجی را بازیابی می‌كند. این سیستم شامل فیلتری است كه در حین عمل احتراق كه گازها به همراه دود در حال خارج شدن از دودكش هستند SO2 را جذب می‌كند و گرمای آن را هم از طریق سنسورهای گیرنده حساس گرما به قسمتهای دیگر دستگاه كه نیاز به انرژی گرمایی دارند، می‌رساند ]10[.

3-2-2- استفاده از تكنولوژی HBT (Hydro Ball Technics) برای مبدلهای لوله-پوسته: در مبدلهای لوله-پوسته، در قسمتهای مختلف خواه ناخواه مقداری انرژی گرمایی به هدر می‌رود. تحقیقات نشان داده است كه هرچه ضخامت لوله‌ها بیشتر و درصد مكش هم بیشتر شود گرمای بیشتری در این واحدها به هدر می‌رود. پس هم باید روی طراحی و هم استحكام و دوام این قسمتها برای بهینه‌سازی انرژی دقت بالایی منظور شود. یكی دیگر از موارد، رسوب ناخالصیها درون لوله‌هاست كه این خود سرعت انتقال گرما را كاهش می‌دهد و ما مجبور هستیم انرژی بیشتری مصرف كرده و بازدهی كمتری داشته باشیم. در این

موارد هم اتلاف توان بیشتری داریم و هم زمان برای واكنش شیمیایی و عملیات زیادتر از حد معمول می‌شود. در تكنولوژی HBT توپهای اسفنجی در درون لوله‌های كندانسور نصب می‌شود تا ناخالصیهای سیال در حال گردش را بگیرد و حكم یك فیلتر را دارد و از ته نشین شدن و رسوب این مواد در بدنه داخلی لوله جلوگیری می‌كند و بنابراین ریت حرارتی خوبی داریم و از هدر رفتن انرژی جلوگیری می شود. این مواد براحتی قابل جداسازی هستند و نصب و برداشتن آنها هم كار سختی نیست. از مزایای این تكنولوژی می‌توان به این موارد اشاره كرد: درصد بیشتر تبدیل انرژی، بازده بیشتر تجهیرات عمل كننده، جلوگیری از خوردگی لوله‌های كندانسور، امكان ساختن كندانسورهایی با لوله هایی طویلتر در جریانهای شیمیایی.

ضمناً این سیستم با كنترل PLC-GSM كار می‌كند. در حین عملیات هیچ دستگاهی از كار نمی‌افتد. به هیچ پمپی نیاز نیست و كمبود آب برای فرایند حس نمی شود ]11[.

3-2-3- بازیابی حرارت از گازهای حاصل از دودكشها: برای این منظور یك روش استفاده از مبدلهای حرارتی است. این مبدلها مستقیما در داخل دودكش بویلر قرار داده می‌شوند و از انرژی حرارتی گازهای حاصل از احتراق برای گرم كردن آب ورودی بویلر استفاده می‌كنند و دمای آنرا از 180 درجه فارنهایت به 298 درجه می‌رسانند و دوباره وارد ریبویلر می‌كنند. شكل (1) انرژی بازیابی شده و صرفه‌جویی در مصرف سالیانه سوخت را نشان می‌دهد. شكل (2) شمای كلی بویلر دارای قسمت بازیابی حرارت از گازهای دودكش را نشان می دهد. مبدل حرارتی در این حالت economizer گفته می‌شود. برای

نصب اینها، لوله‌كشی، شیرها و تجهیزات كنترلی لازم است. economizer یك مبدل حرارتی گاز به مایع است ]12[.

شكل 1- انرژی بازیابی شده و صرفه‌جویی در مصرف سالیانه سوخت بر حسب بخار تولیدی