کوی دانش - kooy

سیمان و مبارزه با "تغییرات اقلیمی"

سیمان و مبارزه با "تغییرات اقلیمی"
24 خرداد
08:30 1394
صنعت سیمان سازی، یکی ازمهم ترین منابع انتشار جهانی کربن است که حدود پنج درصد از کل میزان انتشار کربن را در بر می گیرد. پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری نروژ، در حال تبیین فناوری هایی هستند که بتواند این میزان انتشار را کاهش دهند.

"فناوری های بر پایه غشاء" دانشگاه علم و تکنولوژی نروژ (NTNU) یکی از چهار نوع فناوری است که شاید بتواند در پروژه جذب دی اکسید کربن، در مقیاس وسیع در صنایع سیمان به کار گرفته شوند.

Gassanova مسئول پروژه رسمی و ملی نروژ برای توسعه فناوری های تجاری شونده جذب و ذخیره کربن (CCS) است که محصول سیمان کارخانه  Norcem در شهر Brevik  و کارخانه Yara ammonia در شهر Porsgrunn را به عنوان مهم ترین نامزدهای دریافت حمایت مالی CCS در نروژ معرفی کرده است. [1] انتخاب نامزد دریافت این بسته حمایتی، توسط وزارت نفت و انرژی نروژ (OED) به عنوان بخشی از مطالعه پیش امکان سنجی انجام می شود.

پرفسور May-Britt Hägg استاد گروه مهندسی شیمی NTNU معتقد است: "ما نشان داده ایم که فناوری غشاء قابل اتکاست، امیدواریم این فناوری در مراحل بعدی Brevik هم قابل اتکا باشد. اگر در این مرحله هم موفق شویم، می توانیم یک نمونه اولیه داشته باشیم که قطعا مورد استقبال توأمان نیروگاه ها و صنایع قرار خواهد گرفت."

کارخانه سیمان سازی Norcem در Brevik چهارمین منبع عظیم انتشار گازهای گلخانه ای در نروژ است که سالانه، حدود 800 هزار تن گاز دی اکسید کربن، تولید می کند. کارخانه Yara در Porsgrunn با تولید حدود 560 هزار تن، در رتبه پنجم قرار گرفته است. Gassanova معتقد است کارخانه زباله سوزی Klemestrud در اُسلو هم می توانست به عنوان بخشی از CCS مطرح باشد. وی هم چنین معتقد است شرکت ها و کارخانه هایی نظیر نیروگاه ترکیبی حرارتی – برقی در Mongstad، صنایع فرآوری گاز در Kårstø یا کارخانه LNG در Hammerfrest در شمال نروژ، قابلیت بررسی در CCS را ندارند، اگرچه هنوز جزییات این طرح پیش امکان سنجی، کاملا رسانه ای نشده است. دولت نروژ با بررسی همه جوانب و با مشورت با پارلمان نروژ در مورد هزینه های طرح و بودجه، از طریق وزارت نفت و انرژی، نتایج نهایی را اعلام خواهد کرد. وزارت نفت و انرژی نروژ اعلام کرده است که انتخاب یکی از طرح ها به عنوان طرح جامع افق 2020[2] در کاهش میزان کربن تولیدی، انتخاب بسیار سختی است.

 

 

جذب کربن از فرآیند تولید سیمان

چهار مورد از فناوری های جذب کربن، در پروژه CCS مورد بررسی قرار خواهند گرفت:

  1. آمین ها (محلول های Aker)
  2. غشاها (NTNU ،SINTEF ،DNV GL و محصولات بر پایه هوا)
  3. چرخه نوسازی کلسیم (Alstom)
  4. مواد جاذب جامد (مؤسسه پژوهشی مثلث، آمریکا)

کارخانه Norcem مؤسسه میزبان این پروژه علمی است. 65 درصد این پروژه با حمایت مالی CLIMIT و 35 درصد باقی مانده، توسط خود پژوهشگران تأمین خواهد شد.

کربن جذب شده در طی آزمایش ها برای مدت زمان مشخصی آزاد می شود. انتقال و ذخیره سازی کربن جذب شده نیازمند یک فرا شبکه انتقال است که بتوان گاز دی اکسید کربن را در Norcem در مقیاس وسیعی ذخیره کرد. اگر دولت نروژ برای توصیه های Gassanova  اهمیت قایل باشد، نخستین کارخانه بزرگ مقیاس جذب دی اکسید کربن پس از احتراق در نروژ در کارخانه Norcem و شهر Brevik احداث خواهد شد. در واقع، این کارخانه نخستین کارخانه جهان با فناوری CCS خواهد بود. پروژه های CCS که در سایر کشورهای پیشرفته جهان قرار است اجرایی شوند، شامل صنایع سیمان نمی شوند.

صنایع سیمان سازی، یکی از مهم ترین و اصلی ترین منابع انتشار کربن در سطح جهانی هستند که حدود پنج درصد از کل انتشار کربن را بر عهده دارند. دو سوم دی اکسید کربن منتشر شده طی فرآیندهای شیمیایی سوزاندن سنگ آهک ها برای تولید سیمان آزاد می شوند که تنها با استخراج این گاز در یکی از فرم های چهارگانه در طول این فرآیند، قابل پیشگیری و دفع است. صنعت بین المللی سیمان سازی آزمایش های این پروژه را با اشتیاق پیگیری می کند. صنایع سیمان سازی هایدلبرگ آلمان و آکادمی پژوهشی سیمان اروپا (ECRA) از دست اندرکاران این پژوهش هستند.

فناوری Amine که بسیار متفاوت از فناوری محلول های آمینی Aker است، مقبول ترین فناوری از فناورهای چهارگانه است. چنانکه در گزارش سال پیش برنامه پژوهشی CLIMIT نروژ، مدیر پروژه، Liv Bjerge تأکید کرده است، فناوری آمین احتمالا بهترین و قابل اعتمادترین انتخاب برای فرآیند بزرگ مقیاس است که درافق 2020 کامل خواهد شد. وی معتقد است: "به هر حال، در طولانی مدت قطعا فناوری های بهتری هم خواهیم داشت. هم چنان که از وجود فناوری های غشاء بسیار هیجان زده شده ایم."

مزیت اصلی فناوری های غشاء در پاک بودن آن هاست. گاز دودکش میتواند بدون استفاده از آمین ها یا دیگر مواد شیمیایی، پاک شود. هم چنین به ازای هر واحد جاذب مورد استفاده در فناوری آمینی، غشاء فضای کمتری هم اشغال می کند.

اداره ثبت اختراعات نروژ، امتیاز اختراع فناوری غشاء را متعلق به پرفسور May-Britt Hägg و همکارانش در NTNU دانسته اند. این فناوری به طور عمومی شامل یک غشای فوق العاده نازک پلی وینیل آمین است که در روی یک ساختار حمایت کننده متخلخل قرار گرفته و یک غشای مرکب (کامپوزیت) را به وجود می آورد.

روش جداسازی در این حالت، انتقال تسهیل شده نامیده می شود. با استفاده از گروه های آمینی موجود در ساختار پلیمری غشاء، دی اکسید کربن به بی کربنات و بخار آب تبدیل می شود که شامل گازهای خروجی هم می شود. بی کربنات به سادگی درون غشا منتقل می شود، در حالی که سایر مواد شیمیایی گاز دودکش به دام می افتند و باقی می مانند.

پرفسور هاگ می گوید: "ما از یک «عامل» استفاده می کنیم. یک حامل ثابت درون غشاء که کمک می کند گازی را که می خواهیم از بین ببریم، به سادگی تبدیل کنیم. به بیان ساده تر، فرآیند مشابهی که در شش های انسان در هنگام تنفس با تبدیل دی اکسید کربن به بی کربنات، تحت تأثیر یک آنزیم، صورت می پذیرد."

این غشاء قبلا در نیروگاه برق حرارتی ذغال سنگی در پرتغال مورد آزمایش قرار گرفته بود و اتفاقا نتایج خوبی هم داشت. مشکل در بالاتر بودن حرارت گاز دودکش صنایع سیمان سازی از نیروگاه حرارتی ذغال سنگی است.

پرفسور هاگ می گوید: "در فاز نخست پروژه Brevik این مسئله اسباب زحمت ما شده بود. ما زمان زیادی برای تنظیم ساختار دستگاه ها صرف کردیم و اساسا از این فناوری به صورت دائمی استفاده نکردیم. اما با تحت کنترل گرفتن کامل حرارت، اندازه گیری های دقیقی به دست آوردیم. غشا به خوبی گاز دودکش را تحمل کرد و مواد را آن گونه که انتظار داشتیم، از هم تفکیک نمود."

هم راستا با صنایع غشای نروژ، این فناوری برای استفاده در فاز دوم پروژه Brevik در حال آماده سازی است. کنسرسیوم غشای فاز دوم این پروژه شامل NTNU ،SINTEF ،DNV GK و هم چنین صنایع هوایی تولید غشای چند ملیتی است. صنایع هوایی شعبه نروژی کارخانجات Kristiansand است که جداکننده های غشایی نیتروژنی تولید می کند. این غشاها، فیبرهای پیشرفته توخالی هستند که قابلیت جداسازی نیتروژن از هوا را دارند و به طور گسترده ای در پوشش های محافظ صنایع دریایی و ضد انفجار به کار می روند.

پرفسور هاگ می گوید: "این همکاری به این معنی است که ما موفق شده ایم یک کارخانه متخصص غشاء را دست اندرکار این پروژه کنیم و صنایع تولیدی پایه نروژ را هم درگیر این کار خواهیم کرد. اگر غشاهای فیبری توخالی آن ها را با غشاهای ما بپوشانیم، قادر به تفکیک دی اکسید کربن و نیتروژن از هم دیگر، هم خواهیم بود."

غشاهای فیبری توخالی نسبت سطح به حجم بسیار بالایی ایجاد می کنند و نیازمند فضای بسیار کمتری از جاذب های آمینی هستند. این غشاها از ماژول هایی ساخته شده اند که آن ها را برای هر نوع استفاده، سازگار می کند. این غشاها قرار است به زودی در صنایع کنار دستی Brevik مورد آزمایش قرار گیرند و با توجه به گزارش های ارائه شده، صنایع Norcem برای استفاده از بهترین فناوری CCS تصمیم گیری خواهد کرد.

پرفسور هاگ معتقد است: "اگرچه فناوری های آمین امروزه تنها فناوری مورد پذیرش و قابل ارائه برای افق 2020 است، اما میتوانیم فناوری های ترکیبی که قابلیت انطباق بیشتری هم دارند را هم مد نظر بگیریم."

آزمایش های جدید غشا در Trondheim دانشگاه NTNU و SINTEF برای ساختن غشای مورد نظر در حال انجام است که نصب و راه اندازی دستگاه های غشا در SINTEF در شهر Tiller تا پاییز امسال انجام پذیرد.

پرفسور هاگ می گوید: "این مزیتی است که بتوانیم آزمایش های سختی را در شرایط کنترل شده بر مبنای ترکیبات مختلف گازها انجام دهیم، از همین آزمایش ها میتوانیم انواع مختلف منابع انتشار گاز را شبیه سازی کنیم. ما فرصتی برای نشان دادن فناوری های مختلفی برای انواع مختلف منابع انتشار گاز خواهیم داشت و می توانیم رفته رفته غشاهای دو قسمتی خود را بهینه سازی کنیم و اینجاست که می توانیم امیدوار باشیم، صاحبان سرمایه های صنعتی، به خرید یا استفاده از این فناوری ها راغب شوند."


[1] پروژه های پژوهشی در اتحادیه اروپا، به صورت "هدایت شده" و با اعلام و تبیین همه شرایط یک پروژه و سپس بررسی درخواست های شرکت کنندگان و متخصصین در قالب نوشته هایی انجام می شود که آن ها را "Statement of Interest" می خوانند. در این نوشته ها، متخصصین، همانند نوشتن پیشنهادِ پژوهشی (پروپوزال) شرایط و ایده های خود را ارائه می دهند و بهترین ایده، برای انجام پروژه انتخاب می شود.

[2] افق 2020، یک برنامه پژوهشی گسترده در اتحادیه اروپاست که پژوهش گران رشته های مختلف را برای چاره جویی نهایی بحث "تغییرات اقلیمی" و کنترل آن ها، و هم چنین تبیین سیاست های کامل حفظ محیط زیست، به پروژه های پژوهشی مختلف، فرا خوانده است. 

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

یاور مشیرفر

یاور مشیرفر

Research Assistant on Paleoclimatology, Palaeoecology, Paleoceanography

http://www.pontocaspian.eu/program/project/project-a5

PRIDE "Drivers of Pontocaspian Biodiversity Rise and Demise" by Horizon 2020 EU

Brunel University of London

Contact: Yavar Moshirfar

Linkedin, Twitter, Google + and Skype

 

 

 

 

 

 

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
CRA و طراحی بزرگترین پارک عمودی و عرشه منظره نگری جهان

CRA و طراحی بزرگترین پارک عمودی و عرشه منظره نگری جهان

در دنیای فردا، آسمان خراش ها تنها برای وارد شدن به باشگاه مرتفع ترین ساختمان ها ساخته نمی شوند. استودیوی ایتالیایی CRA به تازگی از طرح های خود برای یک پارک عمودی مرتفع یک مایلی و یک «عرشه» برای استفاده از منظره رونمایی کرده است که از پایه تا نوک با اکوسیستم سرسبز پوشیده خواهد شد. این پروپوزال بسیار جالب که مایل (Mile) نامیده شده است محلی مخصوص برای نگهداری حیوانات نیز دارد و افراد می توانند به آن دسترسی داشته باشند، بهترین توصیف درباره طرح مزبور از زبان پرفسور کارلو راتی بیان شده که می گوید: "تصور کنید سنترال پارک (پارک مرکزی) نیویورک را برداشتید، آنرا به صورت عمودی درآورده، پیچانده و لوله اش کردید!"

مطالعه متن کامل
دانشمندان مسیر درمانی جدیدی را شناسایی کردند.

دانشمندان مسیر درمانی جدیدی را شناسایی کردند.

پژوهشگران، پدیده ای که در گذشته ناشناخته بود و باعث می‌شد سلول‌های عضلانیِ بیمار، خود را بخورند، شناسایی کردند. طبق گفته پژوهشگران، این مکانیسم که پیشتر شناخته نشده بود، می‌تواند اثرات گسترده‌ای بر درک و درمان بیماری‌هایی مثل سرطان، بیماری‌های التهابی و دیستروفی (پلاسیدگی) عضلانی دوشن داشته باشد.

مطالعه متن کامل
یک هتل کوهستانی جنگلی عمودی برای پاکسازی هوا در گیژوی چین

یک هتل کوهستانی جنگلی عمودی برای پاکسازی هوا در گیژوی چین

شرکت Stefano Boeri Architetti (SBA) بعد از ارائه دو طرح جنگل عمودی که محبوبیت بسیاری نیز پیدا کردند از پروژه جدیدی رونمایی کرده است که «طراحی سبز» را به سطح جدیدی ارتقا می دهد. پروژه هتل کوهستانی متشکل از 250 اتاق خواهد بود که الهام گرفته از طبیعت بوده و به اندازه ای سبز می باشد که در واقع کیفیت هوای اطراف خود را افزایش خواهد داد. دلیل این مسئله نیز آنست که همانند سایر ساختمان های سبز ارائه شده توسط این شرکت، ساختمان جدید نیز از کف تا سر خود پوشیده از فضای سبز است.

مطالعه متن کامل
ساخت مدارات الکترونیکی سه بعدی توسط یک شرکت فنلاندی

ساخت مدارات الکترونیکی سه بعدی توسط یک شرکت فنلاندی

یک شرکت فنلاندی که متخصص ساختار سه بعدی قالبگیری تزریقی می باشد، یک منبع طراحی برای مدارات الکترونیکی با ساختار سه بعدی تولید کرده است.

مطالعه متن کامل
خاصیت مغناطیسی می تواند انتقال حرارت و صوت را تحت تأثیر قرار دهد

خاصیت مغناطیسی می تواند انتقال حرارت و صوت را تحت تأثیر قرار دهد

بر اساس مطالعه ای که با بهره گیری از خدمات «مرکز ابر رایانه های اوهایو» در آمریکا انجام گرفت، مشخص شد ذرات بنیادینی که هم عامل انتقال گرما و هم عامل انتقال صوت هستند (و فونون های آکوستیک نامیده می شوند)، دارای خواص مغناطیسی می باشند. بنابراین می توان آنها را با استفاده از آهنربا هدایت کرد. این اتفاق حتی در مورد موادی از قبیل نیمه رساناها که "غیر مغناطیسی" پنداشته می شوند نیز صادق است. بر اساس این مطالعه مهم که نقطه عطفی در مسیر مطالعات قبلی به شمار می آید، این اکتشاف «بُعد تازه ای به درک ما از امواج آکوستیک می افزاید». نتایج این مطالعه اخیراً توسط یک تیم پژوهشی از دانشگاه ایالتی اوهایو منتشر شده است.

مطالعه متن کامل