مقدمه
پس از انقلاب صنعتی، غلظت گازهای گلخانه ای در جو به سرعت افزایش یافت. گرم شدن کره زمین با انتشار گازهای گلخانه ای ایجاد می شود و انتشار کربن دی اکسید از مهم ترین دلیل های آن محسوب می شود. در حال حاضر روش های گوناگونی برای حذف کربن دی اکسید از جریان های گازی وجود داردکربن دی اکسید به عنوان یکی از عوامل مهم گرمایش جهانی و تخریب لایه ازن مطرح می باشد که به طور عمده در نیروگاه های سوخت فسیلی تولید می شود.
در سال‌های اخیر، نگرانی‌های مربوط به تغییرات اقلیمی و افزایش غلظت دی‌اکسید کربن (CO2) در جو، توجه ویژه‌ای به روش‌های کاهش انتشار این گاز در صنایع مختلف، به ویژه صنعت سیمان، جلب کرده است. کارخانه‌های سیمان به عنوان یکی از بزرگترین منابع انتشار CO2 شناخته می‌شوند، چرا که فرآیند تولید سیمان به خودی خود منجر به آزادسازی مقادیر زیادی از این گاز می‌شود. یکی از راهکارهای مؤثر برای حذف CO2 از گازهای خروجی این کارخانه‌ها، استفاده از محلول‌های آمین مانند MEA (متیل اتیل آمین) است.
این روش از طریق واکنش شیمیایی بین CO2 و MEA، به جداسازی و کاهش غلظت CO2 در خروجی‌های صنعتی کمک می‌کند و بنابراین می‌تواند به بهبود کیفیت هوا و کاهش اثرات زیست‌محیطی ناشی از فعالیت‌های صنعتی کمک شایانی کند. با توسعه و بهینه‌سازی این فناوری، می‌توان انتظار داشت که به‌تدریج گام‌های مؤثری در راستای پایدارسازی صنعت سیمان و کاهش اثرات منفی آن بر تغییرات اقلیمی برداشته شود.
جداسازی (جذب) کربن دی اکسید
تجربه های گسترده در زمینه این فرآیندها و دیگر کاربردهایCO2 می تواند استفاده کامل را از واحدهای جداسازی CO2 محقق سازد.کربن دی اکسید را می توان از منابع عظیم انتشار آن از جمله نیروگاه ها و صنایع مختلف جذب کرد. برخی گازهای طبیعی که از زیر زمین بدست می آیند مقادیر زیادی CO2 به همراه دارند.
جهت تسخیر کربن دی اکسید از نیروگاه های بزرگ تکنولوژی های اقتصادی جداسازی CO2 نیاز است. حداقل %13 هزینه های تسخیر و ذخیره سازی را شامل شود. هدف این پروژه شبیه سازی حذف CO2 از گاز های خروجی کارخانه سیمان به کمک حلال MEA می باشد. شبیه سازی توسط نرم افزار اسپن هایسیس انجام شده است.
شرح فرآیند
فرآیند شبیه‌سازی حذف CO2 از گازهای خروجی کارخانه سیمان به کمک MEA (متیل اتیل آمین) شامل چند مرحله کلیدی است که می‌تواند به طور مؤثر عملکرد سیستم را تجزیه و تحلیل کند. در مرحله اول، گازهای خروجی شامل CO2 به یک برج جذب منتقل می‌شوند، جایی که محلول MEA به عنوان جذب‌کننده به آن‌ها افزوده می‌شود. سپس، محلول غنی‌شده از CO2 به یک برج بازیابی منتقل می‌شود، جایی که با استفاده از حرارت و فشار، CO2 از محلول خارج می‌شود و MEA بازیابی و مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شبیه‌سازی این فرآیند معمولاً با استفاده از نرم‌افزارهای مهندسی شیمی انجام می‌شود که امکان مدل‌سازی رفتار ترمودینامیکی و کینتیکی سیستم را فراهم می‌آورد. نتایج شبیه‌سازی می‌تواند شامل نرخ جذب و بازیابی CO2، مصرف انرژی، و کارایی کلی فرآیند باشد که در بهینه‌سازی طراحی و عملکرد سیستم‌های جداسازی CO2 نقش بسزایی دارد.
این شبیه سازی از روی مقاله انجام شده و گزارشی کوتاه نیز دارد.
نتیجه گیری
فرآیند حذف CO2 از گازهای خروجی کارخانه سیمان به کمک MEA نشان می‌دهد که استفاده از این روش نه‌تنها می‌تواند به کاهش قابل توجهی از انتشار دی‌اکسید کربن کمک کند، بلکه به بهبود کارایی کلی سیستم‌های تولید سیمان نیز منجر می‌شود. شبیه‌سازی‌های انجام‌شده نشان‌دهنده این است که با بهینه‌سازی شرایط عملیاتی و به کارگیری فناوری‌های پیشرفته، امکان بازیابی بالای CO2 و کاهش هزینه‌های انرژی فراهم می‌شود.
به طور کلی، به کارگیری محلول MEA به عنوان یک راهکار مؤثر برای کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی و تضمین پایداری صنعت سیمان، در راستای دستیابی به اهداف جهانی کاهش گازهای گلخانه‌ای، اهمیت زیادی دارد. با ادامه تحقیقات و توسعه این فناوری، می‌توان انتظار داشت که صنعت سیمان به مرحله‌ای از مسئولیت‌پذیری محیطی نزدیک‌تر شود و در تحقق اهداف توسعه پایدار نقش مؤثرتری ایفا کند.