بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله به منظور تحلیل کاربرد تکنولوژي پینچ در آلودگی هوا و استفاده از آن در تعیین شرایط متعادل با استانداردهاي آلودگی دياکسیدکربن ارایه شده است. آلودگی هوا، یکی از مشکلات بسیار مهم کنونی جهان میباشد که توسعه و ساخت صنایع بزرگ و حمل و نقل آن را تشدید نموده است.
از طرفی معاهدههاي بینالمللی و فوریتهاي پزشکی، براي کنترل و کاهش آلودگی محدودیت و استانداردهاي فراوانی را ارایه دادهاند. تکنولوژي پینچ که قبلا براي شبکه مبدلهاي حرارتی پیشنهاد شده است، در این مقاله براي بررسی آلودگی هوا معرفی گردیده و هدف تحلیل کاربرد این روش میباشد که با یک مطالعه موردي - دياکسیدکربن تولید شده از تولید انرژي بخش صنعت ایران در سال - 1389 استفاده از آن بررسی شده است.
نتایج نشان داد که باید کل لقه حاصل از سوخت زغالسنگ و 76 درصد از فرآوردهس هاي نفتی تحت فرایند حهه - ک؟هطپصک 2غه کطأصژهط غپتطهه - با بازده حداقل 85 درصد انجام گیرد و مقدار انرژي تولیدي از منابع تجدیدپذیر بیش از دو برابر گردد تا استاندارد لقه بر طبق در بخش تولید انرژي صنعت کشور رعایت گردد.
همچنین در ادامه حساسیت بازده فرایند حهه و مقدار محدودیت تولید دياکسیدکربن بر مقدار انرژي که تحت فرایند حهه باید تولید گردد، بررسی شده است که در مقادیر کم محدودیت تولید دياکسید کربن، بازده به شدت بر مقدار انرژیی که به فرایند حهه نیازمند است تاثیر گذار است و آن را افزایش میدهد. سپس با توجه به افت انرژي تحت فرآیند حهه و میزان محدودیت و بازده این فرایند، مقدار انرژي موردنیاز از منابع تجدیدپذیر تعیین شده است. که با کاهش بازده فرایند و کاهش محدودیت، مقدار انرژي موردنیاز از منابع تجدیدپذیر افزایش مییابد.
-1 مقدمه
تکنولوژي پینچ براي تحلیل شبکه مبدلهاي حرارتی با توجه به جریانهاي گرم و سرد سیال به عنوان منبع و مصرفس کننده انرژي بیان شد که در این تئوري با موازنه و رسم منحنیهاي مرکب که نشاندهنده محتواي انرژي جریانهاي گرم و سرد در بازههاي دمایی است، نقطه پینچ بدست میآید. در منحنی مرکب محور عمودي نشاندهنده دما و محور افقی بیانگر محتواي انرژي میباشد بذم. این تکنولوژي در در تحلیل آلودگی آب نیز مورد استفاده قرار گرفت که نقطه پینچ روي نمودار منحنی مرکب - رسم منحنی غلظت آلودگی آب در برابر تجمع آلودگی - غلظت تعیین میگردد. با این تکنیک میتوان مقدار مینیمم آب تازه و آبی که دوباره میتواند مورد استفاده قرار گیرد را تعیین نمود
تحلیل پینچ انتشارات کربن١ اولین بار توسط فو و ورکر٢ بخ ,صم بر مبناي تکنیکهاي عمومی و استفاده شده در انتگراسیون مهندسی فرایند و شیمی توسعه داده شده است. تحلیل پینچ در دهه 1970 توسعه یافت و در بسیاري از زمینهها از جمله انتگراسیون فرایند و مینیمم کردن انرژي و مصرف آب موفق بود. جزییات و توضیحات تحلیل روشهاي پینچ گرما در کتاب کمپ٣ بذم و اسمیت٤ و براي انتگراسیون جرم در کتاب ال-هالواگی٥ بزم و مان و لیو٦ بخم بیان گردیده است.
بحث انتشار معمولا در همه زمینهها وجود دارد و در صنعت سعی بر بهینه کردن آن میباشد ب،م. تکنیک Aبغه تحلیل پینچ را از محلهاي صنعتی به پهنه وسیعتر میبرد و میتوان از آن در تولید انرژی الکتریکی و حتی مراحل ابتدایی مصرف انرژي استفاده نمود. کم و بیش مطالعاتی براي طرحهاي کاهش انتشارات انجام شده است. تکنیک Aبغه همچنین براي بهینه کردن تقاضاي انرژي و انتشار شامل قیود اقتصادي از جمله قیمت تولید، قیمت کربن، و مشابه آن میباشدبنم . در سال 2009 رایموند و همکاران این تکنیک را براي تحلیل آلودگی هوا در فیلیپین مورد استفاده قرار دادند و مقادیر انرژي و آلودگی را بررسی کردند
یکی از مهمترین عوامل آلودهکننده هوا، تولید انرژي از سوختهاي فسیلی میباشد. تقاضاي روز افزون انرژي و افزایش آلودگی هوا بشر را با چالش بزرگی روبرو ساخته و از طرفی آلودگی هوا در مناطق صنعتی و شهرهاي بزرگ باعث بیماريهایی از جمله؛ تنفسی، پوستی، ضعف جسمانی و ... شده است. در نتیجه کمینه کردن مقادیر آلایندهها در تولید انرژي و بررسی رعایت مقادیر استانداردهاي آلایندهها در هوا، کم و بیش با روشهاي جدید توسط محققان مورد بررسی قرار گرفته است.
جداسازي لقه از منابع آن منجر به ایجاد جریان غنی از لقه میشود که میتواند در صنایع مختلفی چون نفتی، غذایی، شیمیایی و غیره بکار گرفته شود. از کاربردهاي صنعتی دیگر دي اکسیدکربن میتوان به کاربرد آن در ازدیاد برداشت نفت، جوشکاري، گاز بی اثر، اطفاء حریق و استخراج با حلال به عنوان سیال فوق بحرانی اشاره نمود.
گرمکنهاي رایج فرایندي و دیگهاي بخار صنعتی در زمره این فرایندها طبقهبندي میشوند. در این میان میتوان فرایندهاي جذب با آمینها، جداسازي غشایی و جذب سطحی را نام برد. تحت شرایط کنونی تنها فرایند جذب شیمیایی و جذب سطحی و تا حدودي فرایند غشایی از حیث اقتصادي توجیهپذیر میباشند و تلاش براي توسعه این گونه فرایندها، همچنان ادامه داردبتذم .
هدف از این تحقیق بررسی کاربرد آنالیز پینچ و استفاده از آن براي استانداردسازي تولید مجاز مقادیر کربن دياکسید حاصل از صنعت ایران میباشد. که گاز لقه تولیدي از مصرف انرژي صنعت ایران - به غیر از نیروگاهها - که خصوصا شامل پالایشگاهها و پتروشیمیها میباشد مورد بررسی قرار گرفته و با توجه به استاندارد Aبغ مقدار لقه که باید از بازیافت گردد و یا وارد محیط زیست نگردد، بررسی شده است. سپس با استفاده از تکنولوژي پینچ نمودارهاي مرکب انرژي و تولید لقه ترسیم شده و با در نظر گرفتن درصد بازیابی براي روشهاي حذف دياکسیدکربن، سوختها و حداقل آن براي رسیدن به حد استاندارد Aبغ بر روي نمودار مرکب تعیین شده است.
-2 بررسی کیفی
به طور کلی قسمت عمده آلودگی هوا مربوط به بخش تولید انرژي میباشد که میتوان این عوامل آلاینده را در دستهس هاي کلی جدول - 1 - تقسیمبندي نمود.
جدول : - 1 - دستهبندي منابع تولیدکننده آلودگی.
افزایش انتشار گازهاي گلخانهاي و همچنین افزایش دماي کره زمین سبب انعقاد معاهدههاي بین المللی - پروتکل کیوتو - با هدف کاهش سطح آلودگی و محدود کردن انتشارات دي اکسید کربن شده است بذذم . این مسائل باعث گردیده تا کشورهاي جهان نسبت کنترل گازهاي آلاینده و یا به جایگزینی روشهاي قدیمی تولید انرژي با روش هاي جدید اقدام نمایند.
در نتیجه مدیریت و اجراي پروژهها، تدوین استراتژيها و برنامهها در خصوص توسعه فناوريهاي کلیدي انرژي، توسعه روشس هاي کاربردي فناوريهاي مهم در انرژي و به روز و پیشگام کردن کشور و تحقیقات در زمینه بهینهسازي انرژي در صنایع پالایشگاهی و مجتمعهاي پتروشیمیایی و صنایع با مصرف انرژي زیاد براي حل مشکلات آلودگی هوا لازم میباشد.
گازهاي تولید شده از حمل و نقل جادهاي و هوایی در مکانها و از تعداد بسیار زیادي منبع - کلیه خودروها، کامیونها و هواپیماها - تولید میشود. در نتیجه جمعآوري گازهاي آلودهکننده از چنین منابعی بسیار مشکل و هزینهبر است. در این مورد میتوان از روشهاي بهینه کردن سوخت و موتور، استفاده از فیلترهاي کاتالیستی و ... استفاده نمود.
بخش حمل و نقل ریلی و دریایی داراي تعداد منبع تولیدکننده محدودتري میباشد و با توجه به بزرگی و قدرت کشتیها و قطارها، میتوان روشهایی را براي بازیافت لقه حاصل طراحی و حتی اجرایی نیز کرد. گازهاي منتشر شده از منازل مسکونی و تجاري نیز دارداي گستردگی فراوانی میباشند. دياکسیدکربن حاصل از کشاورزي هم مقدارش کم و هم از نظر منابع انتشار گستردگی زیادي دارد، با توجه به این محدودیتها و گستردگی، این چهار مورد هدف این تحقیق نمیباشد.
