بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه، از راکتور پلاسمای حرارتی برای امحا و بی خطر سازی اسپنت کاتالیست که یکی از مهمترین پسماندهای تولیدی در مجتمع های پتروشیمی می باشد استفاده شد. برای این منظور ابتدا مشعل پلاسمای جریان مستقیم طراحی و ساخته شد و سپس نقطه بهینه آن در توان کاری، دما، نوع و دبی گاز به دست آمد. سپس در این نقطه بهینه عملیات پردازش تحت محیط عاری از اکسیژن انجام شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که پلاسمای حرارتی علاوه بر آنکه قادر به نابودی کامل پسماند نمونه می باشد، می تواند از آن محصولات گازی بی خطر و ارزشمند تولید کند. در این راستا در توان کاری 4 Kw و دمای موضعی 6000 k و دبی گاز 2 slm میزان تولید هیدروژن حدود %60 و هیدروکربن های سبک %40 به دست آمد.
- 1 مقدمه
پسماندها را به طور کل از نظر منشأ میتوان به دو گروه معمولی و ویژه تقسیم کرد که هر پسماندهای ویژه خود به سه دسته صنعتی، رادیواکتیو و بیمارستانی تقسیم می شود:
.1 پسماندهای معمولی
بخش عمده پسماندهای معمولی شامل موادی است که به صورت ناخواسته از مصارف خانگی تولید میشوند. که به صورت کلی شامل پسماند مواد غذایی، کاغذ و مقوا، پلاستیک، چوب، شیشه، فلز، گرد وخاک، لاستیک وبسیاری از مواد دیگر هستند و در بعضی از موارد از آنها به عنوان پسماند سفید یاد میشود. البته لازم به ذکر است که هر کدام از این مواد یاد شده میتواند از مراکز صنعتی، تجاری، کشاورزی و پزشکی نیز تولید شود. روشی که برای دفع این نوع پسماندها بهکار گرفته میشود بسیار حایز اهمیت است. امروزه دو هدف بسیار مهم برای پژوهشگران محیط زیست و انرژی در مورد این روشها وجود دارد: کمینه کردن آلایندههای زیست محیطی و استفاده از انرژی تولید شده ناشی از دفع و یا تبدیل پسماندها که از اهداف اصلی به کارگیری این روش میباشد.
.2 پسماندهای ویژه
پسماندهایی که حداقل یکی از 4 ویژگی ذیل را داشته باشند جزو پسماندهای ویژه به حساب میآیند: قابلیت اشتعال، درجه واکنشپذیری شیمیایی بالا و خطرناک، خاصیت خورندگی و سمی بودن. این نوع پسماندها به دلایل مختلف مشکلات خاصی را برای جوامع بشری به بار میآورد که جدا از پسماندهای معمولی است. برای مثال مکانهایی که پسماندهای ویژه در آنجا نگهداری میشود باید دور از جمعیت انسانی، گیاهی، جانوری و حتی آبهای زیرزمینی و روزمینی باشد. [1]
به دلیل خواص مخرب خاصی که در مواد این نوع پسماندها وجود دارد باید روشهای خاصی هم برای جمعآوری و دفع آنها ارائه شود که بتواند این آثار مخرب انسانی و زیست محیطی را به حداقل برساند. در گذشته برای از بین بردن تمامی پسماندها از زباله سوزها استفاده و یا آن ها را مدفون میکردند. پردازش پسماند به روش پلاسما در دهه ی گذشته یکی از پر اهمیت ترین تکنولوژی ها شده است زیرا با استفاده از تورچ پلاسما میتوان حرارت بالایی ایجاد نمود تا با کنترل بیشتر فرآیندهای شیمیایی و به عبارتی کنترل تولید رادیکالها و مواد شیمیایی فعال واکنشها شیمیایی مثل سوختن محدود شده و یا حتی تسریع میگردد تا مانع از تولید محصولات خطرناک و سوختن ترکیبات با ارزش شود.
همچنین ضمن عدم تولید برخی محصولات زیان بار نرخ شارش گاز خروجی کاهش یافته و در نهایت هزینهی تصفیه کمتری در پی خواهد داشت و به علت امکان تولید دمای بسیار بالا وسرد سازی تدریجی توانایی بهره برداری از سایر محصولات نیز فراهم میگردد. پلاسمای حرارتی در واقع یک محیط بسیار فعال، تشکیل شده از الکترونها، یونها و اتمهای خنثی است. ذرات باردار در محیط پلاسما دارای انرژی جنبشی بسیار بالایی هستند.
وقتی گونههای یونیزه شده با الکترونهای جدا شده بازترکیب میشوند مقدار زیادی انرژی به شکل تابش فرابنفش آزاد میکنند. در نتیجه پلاسما به محیطی کاملا فعال تبدیل میشود که توانایی برقراری واکنشهای شیمیایی خاصی را خواهد داشت و میتواند باعث تجزیه بسیاری از ترکیبات شیمیایی همگن و ناهمگن شود. همچنین محیط پلاسما از نظر الکتریکی رساناست و از طریق ازدیاد جریان الکترونی، دمای آن به حدود 2000 کلوین میرسد.
با کمک این تکنولوژی نه تنها بازیافت و دفن پسماندهای خطرناک به عنوان یک مشکل قلمداد نمیشود بلکه با دستیابی به محصولات ارزشمند، تولید پسماند به معنی پایان عمر مواد نخواهد بود و به عنوان یک منبع جهانی کاهش نیافتنی و یک فرصت برای احیای چرخه حیات علی الخصوص در صنعت پتروشیمی به حساب میآید. تا کنون فنآوریها و روشهای بیشماری برای پردازش پسماندها به روش پلاسما شناخته شده است که میتوان روشهای تخلیه الکتریکی فرکانس رادیویی القایی - - RFI و تخلیه قوس الکتریکی را نام برد،که از بین این دو تخلیه قوس الکتریکی به علت حساسیت کمتر به تغییرات فرآیند تخلیه قوس الکتریکی بیشتر حائز اهمیت است که از نظر ساختار به دو دسته عبوری و غیر عبوری تقسیم میشود. [2] و [3] و [3]
- 2 متن اصلی
اسپنت کاتالیست2 و اسپنت کاستیک3 - مشخصات فنی - :
این دو ماده از جمله مواد پرکاربرد در صنعت نفت به شمار می روند و برای تسهیل در انجام بسیاری از فرایندهای متداول موجود در مراکز پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرند. پسماندهای آنها در عین حال که از مواد با ارزشی تشکیل شده اند از لحاظ زیست محیطی خطرناک محسوب می شوند.
