آیا نانو فیلترها برای همه نیروگاه‌ها قابل استفاده هستند؟

بر خلاف گفته برخی مسوولان که برای همه نیروگاه‌های کشور امکان استفاده از فیلتراسیون وجود ندارد، مدیر گروه صنعت ستاد توسعه فناوری نانو تاکید دارد که به شرط تامین سوخت پاک، می‌توان به منظور کاهش آلایندگی نیروگاه از روش‌های فناورانه عرضه شده از سوی شرکت‌های دانش بنیان در زمینه نانو فیلترها بهره برد.

به گزارش ایسنا علی‌رغم آنکه بر اساس گفته برخی از مسوولان مبنی که نمی‌توان برای همه نیروگاه‌های کشور سیستم فیلتراسیون جهت کاهش آلودگی هوا استفاده کرد، ولی محققان این حوزه با اشاره به سه روش مختلف فیلتراسیون در نیروگاه‌ها تاکید دارند که همه نیروگاه‌ها به شرطی که سوخت پاک در اختیار داشته باشند، می‌توانند مجهز به سیستم‌های فیلتراسیون شوند.

علی‌اصغر نجیمی، مدیر گروه صنعت ستاد توسعه فناوری نانو در گفت‌وگو با ایسنا، نانو فیلترها را شامل دو دسته "هوای ورودی" و "هوای خروجی" کارخانه‌ها و واحدهای صنعتی دانست و گفت: هر صنعتی که موتور و یا توربین داشته باشد دارای هوای ورودی است که در حال حاضر در این زمینه تکنولوژی "نانو فیبر" را در اختیار داریم که شامل دستگاه‌های تولید کننده نانو الیاف و فیلترهای نانویی می‌شود که توسط شرکت‌های دانش بنیان از سال ۱۳۹۰ توسعه یافته است.

وی با بیان اینکه برخی از شرکت‌های صنعتی برای تصفیه هوای خروجی واحدهای صنعتی خود اقدام به واردات این نوع فیلترها کردند، ادامه داد: ولی به دلیل اعمال تحریم‌ها از فروش آن به ایران امتناع شد و شرکت‌های نانویی دانش بنیان در این زمینه وارد  شدند و توانستند این نوع فیلترها را به صورت صنعتی تولید کنند، به گونه‌ای که در حال حاضر در یکی از شرکت‌های صنعتی ۵ خط تولید این نوع فیلترها راه اندازی و ظرفیت بالایی از تولید فیلترهای ویژه هوای ورود کارخانجات و واحدهای صنعتی و نیروگاه‌ها ایجاد کرده‌اند.

نجیمی با بیان اینکه سایر شرکت‌های صنعتی نیز دستگاه‌های تولید کننده نانو فیلترهای داخلی را خریداری و اقدام به راه اندازی خطوط فیلترهای نانویی هوای ورودی واحدهای صنعتی کردند، یادآور شد: ویژگی این فیلترها این است که هوای پاک‌تری را وارد محفظه احتراق می‌کند. زمانی که هوای پاک وارد محفظه شود، احتراق به صورت کامل انجام می‌شود.

نجیمی اضافه کرد: این ویژگی هم کاهش مصرف سوخت را به دنبال دارد و هم  باعث می شود آسیب به قطعات متحرک موتور کاهش یابد و نتیجه این دو عامل کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری در مجتمع‌هایی که از نانو فیلتر بهره می‌برند، خواهد شد.

مدیر گروه صنعت ستاد توسعه فناوری نانو افزایش بهره وری تولید برق در نیروگاه‌ها را از دیگر دستاوردهای بهینه سازی مصرف سوخت دانست و یادآور شد: بر اساس گزارش‌های منتشر شده استفاده از فیلترهای نانو برای تصفیه هوای ورودی نیروگاه‌ها، تا حدود یک درصد بهره وری را افزایش می‌دهد که عدد بالایی برای نیروگاه‌ها به شمار می‌رود.

وی با بیان اینکه در حال حاضر حدود ۳۰ نیروگاه از این نوع فیلترها استفاده می‌کنند، اضافه کرد: علاوه بر نیروگاه‌ها شرکت نفت و گاز نیز از این نوع فیلترها در واحدهای خود استفاده می‌کنند.

نجیمی ادامه داد: با توسعه این فناوری علاوه بر فیلتر هوا، نانو فیلترهای روغن نیز در دستور کار شرکت‌ها قرار گرفت و برخی از واحدهای شرکت ملی گاز و نفت از این محصول استقبال کردند و در فاز توسعه‌ای نیز این شرکت‌ها به سمت تولید نانو فلیترهای هواپیماها حرکت کردند.

وی با اشاره به تولید نانو فیلترهای هوای خروجی صنایع در کشور، خاطر نشان کرد: هوای خروجی واحدهای صنعتی آلایندگی‌های مختلفی از جمله دوده و آلودگی‌های کربنی دارند که استفاده از تکنولوژی "نانو فیبر" بر روی فیلترهای بگ (فیلترهای کیسه‌ای)، در کاهش آلایندگی صنایع موثر است؛ از این رو در دنیا این نوع فیلترها کاربردهای وسیعی یافته، ضمن آنکه در ایران نیز از این فناوری استقبال شده است.

مدیر گروه صنعت ستاد توسعه فناوری نانو، کارخانجات سیمان سازی که دارای ذرات بسیار معلق بالایی دارد را از جمله مشتریان این فناوری نام برد و گفت: ذرات منتشر شده از کارخانجات سیمان سازی تا چندین روز می‎توانند در هوا باقی بمانند و با وزش باد این ذرات جا به جا می‌شوند ولی بر اساس استانداردهای اجباری این صنایع ملزم به استفاده از روش‌های فیلتراسیون هستند که نانو فیلتر بگ‌ها (نانو فیلترهای کیسه‌ای) اثر بخشی زیادی در این زمینه دارند.

وی عمر مفید بالا را از دیگر مزایای فیلتر بگ‌ها نسبت به فیلترهای معمولی نام برد و اظهار کرد: آلودگی‌ها و ذرات پس از گذشت مدتی منافذ فیلترهای معمولی را پر می‌کند، از این رو فیلتر کارایی خود را از دست می‌دهد، ولی فیلترهای نانویی بر اساس آزمایش‌های انجام شده عمر دو برابری نسبت به فیلترهای معمولی دارد. این ویژگی برای صنایع اقتصادی است.

کاربرد فیلترهای نانویی برای نیروگاه‌های فعلی

نجیمی با اشاره به کاربرد وسیع نانوفیلترهای تولید شده توسط شرکت‌های دانش بنیان در نیروگاه‌ها، توضیح داد: بر اساس قانون هوای پاک، وزارت نفت موظف به تامین سوخت پاک برای نیروگاه‌ها و وزارت نیرو ملزم به نصب سیستم فیلتراسیون برای هوای خروجی نیروگاه‌های آلاینده است که تاکنون این اتفاق برای نیروگاه‌ها نیفتاده است.

وی اضافه کرد: چندین روش‌ برای فیلتراسیون نیروگاه‌ها وجود دارد که یک روش آن "اسکرابر" (Scrubber) است که در آن جامد و یا مایعی پاشش و از این طریق آلودگی زدوده می‌شود و روش دیگر ESP و یا Electrostatic Precipitator است که طی آن در میان دو صفحه فلزی با ایجاد اختلاف پتانسیل،  آلودگی‌ها باردار می‌شوند و پس از آن عمل فیلتراسیون انجام خواهد شد.

این محقق حوزه نانو استفاده از نانو فیلتر بگ‌ها را از دیگر روش‌های فیلتراسیون نیروگاه‌ها نام برد و در این باره توضیح داد: این فیلترها جریان خروجی هوای آلوده را وارد سیستم خاصی می‌کند و از این طریق هوای آلوده تصفیه می‌شود.

"طی این فرایند مواد معلق جامد از سیال مانند هوا، آب، گاز و یا روغن جداسازی می‌شوند و این ذرات هنگام عبور از فیلتر به الیاف تشکیل ‌دهنده‌ آن چسبیده و از آن عبور نخواهند کرد"

وی با تاکید بر اینکه بسته به میزان آلودگی و نوع آلودگی در نیروگاه‌ها یکی از این ۳ روش مورد استفاده قرار می‌گیرد، گفت: در اکثر نیروگاه‌های دنیااز یکی از این روش‌های فیلتراسیون بهره می‌برند، ولی باید توجه شود که در دنیا قبل از فیلتراسیون در نیروگاه‌ها از سوختی با آلایندگی کمتر استفاده می‌شود و بعد برای کاهش بیشتر آلودگی‌ها، در سیستم خروجی نیروگاه‌ها نیز سیستم‌های تصفیه تعبیه می‌شود.

شرط اساسی برای موفقیت در فیلتراسیون نیروگاهی

مدیر گروه صنعت ستاد نانو با تاکید بر اینکه دو عامل "سوخت پاک" و "بهره گیری از سیستم تصفیه هوا" باید به صورت توامان در نیروگاه‌ها استفاده شود، تاکید کرد: در صورتی که سوخت مورد نیاز نیروگاه‌ها پاک نباشد، سیستم تصفیه هوا به سرعت نیاز به تعویض دارد و موجب افزایش هزینه‌ها خواهد شد.

نجیمی با بیان اینکه این دو عامل در کشور ما استفاده نشده است، خاطر نشان کرد: ستاد نانو اعلام می‌کند که در شرکت‌های دانش بنیان نانو فیلترهای مورد نیاز نیروگاه‌ها به صورت تست شده  و آماده عرضه وجود دارد، هر چند که در واحدهای صنعتی مانند کارخانجات سیمان سازی از این نوع نانو فیلترهای تولید شرکت‌های داخلی کاربردی شده و این محصول به صورت صنعتی آزمون‌های خود را پس داده است.

دبیر کارگروه صنعت و بازار ستاد نانو با تاکید بر اینکه نانو فیلترهای تولید شده قابل استفاده برای همه نیروگاه‌های موجود در کشور است، افزود: تصفیه هوای خروجی در استفاده از این نانو فیلترها هیچ محدودیتی ندارد.

وی آلودگی‌های نیروگاهی را شامل "ذرات معلق" مانند پی ام ۲.۵، "اکسید گوگرد"، "ناکس (NOX)" و "ساکس (SOX)" دانست که برای هر کدام از این آلودگی‌ها نیازمند روش‌های متفاوت فیلتراسیون است، گفت: فیلتر بگ یک روش مرسوم برای از بین بردن ذرات معلق است و برای رفع آلودگی کلانشهر کاربردی کردن این فناوری مهم است؛ چرا که این روش اقتصادی است و نانویی بودن این فیلترها موجب افزایش عمر فیلترها خواهد شد، ولی فیلتر کردن گازهای سمی چون ساکس و ناکس از خروجی نیروگاه‌ها نیاز به روش‌های دیگری مانند اسکروبر دارد که این روش در اشل نیمه صنعتی در کشور اجرایی شده است.

به گفته وی در حوزه نانو فیلترها ۴ تا ۵ شرکت و در حوزه تجهیزات مرتبط با تولید نانو فیبرها حدود ۹ شرکت صنعتی در کشور فعال هستند که برای حوزه‌های مختلف صنعتی محصولاتی را عرضه کرده‌اند.

نانو فیلترهای صنعتی ساخت ایران

به گزارش ایسنا، فیلتراسیون یک فرایند مکانیکی یا فیزیکی است که در صنایع مختلفی مانند تولید سیمان و گچ، پتروشیمی، انتقال گاز طبیعی و در کمپرسورها استفاده می شود. طی این فرایند مواد معلق جامد از سیال مانند هوا، آب، گاز و یا روغن جداسازی می‌شوند و این ذرات هنگام عبور از فیلتر به الیاف تشکیل ‌دهنده‌ آن چسبیده و از آن عبور نخواهند کرد. بنابراین هرچه منافذ موجود در فیلتر کوچکتر باشد، کارایی فیلتر افزایش یافته و می‌تواند از عبور ذرات ریزتری جلوگیری کند؛ اما افزایش تراکم الیاف بستر فیلتر موجب افزایش افت فشار و در نتیجه افزایش مصرف انرژی می­‌شود.

استفاده از فیلترها با پوشش نانو الیاف به دلیل مساحت سطحی بالا، نسبت طول به عرض زیاد و چگالی پایین سبب افزایش راندمان فیلتر در جذب ذرات ریزتر می­‌شود، بدون آنکه افزایش محسوسی در افت فشار فیلتر نسبت به فیلتر فاقد نانو داشته باشد. این امر سبب افزایش کیفیت سیال عبوری و در نتیجه افزایش عمر قطعات و کاهش زمان تعمیر و توقف خواهد شد.

با توجه به این مزیت در زمینه تولید نانو فیلترهای صنعتی شرکت‌های مختلفی فعال شدند، به گونه‌ای که یکی از شرکت های دانش بنیان تولید و کاربرد نانوالیاف و نانو ذرات به ویژه نانوذرات مغناطیسی در راستای بهبود کیفیت زندگی افراد جامعه را در دستور کار خود قرار داده است و در گام نخست موفق به تولید صنعتی و بومی سازی برخی محصولات مانند فیلترهای خودرو با تکنولوژی نانوالیاف شد، ضمن آنکه دستگاه الکتروریسی برای تولید نانو الیاف را به تولید رساند.

تولید صنعتی فیلترهای روغن، سوخت و هوای موتور و کابین با بهره گیری از فناوری نانوفیبرها برای انواع خودروها از دیگر محصولات این شرکت است.

با توجه به ساختار و منافذ ریز در حد نانومتری لایه نانوفیبری، ذرات گرد و غبار و معلق کمتر از میکرون که در فیلترهای معمولی عبور می کنند، در دام لایه نانوفیبری خواهند افتاد و در مجموع حدود ۵۰ درصد کارآئی فیلتراسیون برای کل ذرات معلق زیر میکرون افزایش نشان خواهد داد.

تولید فیلتر هوا

برای محافظت از آسیب به قطعات توربین توسط ذرات گرد و غبار و آلودگی و دیگر ذرات مضر در هوا، فیلتر هوا با هدف جذب حداکثری ذرات گرد و غبار موجود در هوا به کار می‌­رود که در این راستا یکی از شرکت‌های فناور با استفاده از نانوالیاف فیلترهای هوا را عرضه کرد.

این محققان برای بهبود عملکرد و راندمان فیلتر از الیاف الکتروریسی استفاده کردند و این تکنولوژی در عین حال که باعث افزایش راندمان جذب گرد و غبار می‌شود، افت فشار زیادی ایجاد نمی‌کند. الیاف الکتروریسی شده دارای قطر کمتر از ۱۰۰ نانومتر بوده و سطح کاغذ فیلتر را به صورت یکنواخت پوشش می‌دهند.

تولید نانو فیلترهای صنعتی

یکی دیگر از شرکت‌های دانش بنیان موفق به تولید فیلترهای صنعتی هوا شد که از جمله کاربردهای این فیلترها می‌توان به کارخانجات سیمان، گچ، کاشی و سرامیک، کارخانجات فولاد، ذوب فلزات، کارخانجات آرد، ماکارونی، روغن نباتی و صنایع پتروشیمی اشاره کرد. این فیلترها باعث افزایش راندمان فیلتر، جذب ذرات بیشتر و طول عمر آن می‌شود.

انتهای پیام