بهینه سازی انتشار آلاینده های BTEX از بخارات تولیدی کارخانه تولید عایق حرارتی با استفاده از طراحی کوره (مورد مطالعه: کارخانه پارسیان دژ)

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده محیط زیست،دانشگاه تهران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران پردیس کیش، جزیره کیش، ایران

3 استادیار، دانشکده علوم زیست شناسی، دانشگاه خوارزمی

doi
10.22034/envj.2022.162893
چکیده

پیشینه و هدف: هیدروکربن­ های معطر مانند بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و ایزومرهای زایلن (BTEX) از آلاینده­های موجود در کارخانه ­های صنعتی هستند که در منابع مختلف به ویژه هوا مشکلاتی را ایجاد می­ کنند. حذف این ترکیبات سمی حتی به میزان بسیار کم از این منابع ثابت آلاینده ­ها نه تنها از نظر محیط ­زیستی بلکه از نظر اقتصادی نیز حائز اهمیت است. امروزه صنعتی­ شدن سریع جوامع به ­ویژه کشورهای در حال توسعه برای رفع نیازهای شهروندان به عنوان عامل اصلی آلودگی هوا شناخته شده است. بنابراین، حفظ استانداردهای محیط­ زیستی برای کاهش پتانسیل آلودگی و حمایت از توسعه پایدار ضروری است. کارخانه­ های تولید عایق رطوبتی یکی از منابع اصلی انتشار این گروه از آلاینده­ ها هستند، لذا اجرای اقدامات کنترلی و بهینه­ سازی عملکرد این واحدهای صنعتی در شهرستان دلیجان به عنوان پایتخت تولید عایق رطوبتی ضروری و غیرقابل انکار است. مواد و روش ­ها: در این تحقیق فرآیند حذف آلاینده ­های BTEX از کارخانه ایزوگام پارسیان دلیجان از طریق شبیه ­سازی و اصلاح فرآیند بر اساس طراحی کوره و با استفاده از روش اکسیداسیون حرارتی آلاینده­ ها مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است. سوالات مربوط به کارایی و مزایای محیط ­زیستی طراحی زباله ­سوز به عنوان انگیزه اصلی کار حاضر است. هدف از این مطالعه کمک به این شواهد با ارزیابی محیط زیستی و فنی عملکرد واحد زباله سوز در یک کارخانه تولید عایق حرارتی واقع در دلیجان ایران است. هم­چنین در این مطالعه با تغییر دما و زمان اقامت زباله سوز با استفاده از نرم­ افزار SPSS، مصرف انرژی و انتشار آلاینده ­های سیستم بهینه شده است. لازم به ذکر است که فرآیند حذف آلاینده­های BTEX با شبیه­سازی با استفاده از نرم­افزار Aspen Hysys انجام شده است. در این راستا، اصلاح فرآیند بر اساس طراحی کوره سوزاننده و با استفاده از روش اکسیداسیون حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج: بر اساس نتایج، دما و زمان ماند در شرایط بهینه به ترتیب 732 و 84/0 است. علاوه بر این، راندمان کنترل زباله سوز (CF) نشان می­ دهد که 5/98 درصد از ترکیبات BTEX در گازهای خروجی حذف شده است. لازم به ذکر است که بهره ­وری انرژی سیستم نیز بهبود چشمگیری داشته است به گونه ­ای که میزان سوخت مصرفی سیستم در شرایط بهینه نسبت به حالت اولیه 23 درصد کاهش یافته است. عناصر سخت ­افزاری نتایج استفاده از دستگاه زباله­ سوز در این مطالعه، میزان راندمان کنترل (CEF) دستگاه در حذف ترکیبات مورد نظر5 /98 درصد گزارش شده است. هم­چنین شاخص مصرف انرژی در این حالت نسبت به عملکرد سیستم بدون عایق در همان حالت باعث کاهش 23 درصدی مصرف سوخت شده است. بحث: نتایج بهینه­ سازی نشان داد که استفاده از زباله سوز در شرایط خاص می ­تواند به عنوان یک راه حل کاربردی برای حذف ترکیبات BTEX از فعالیت ­های صنعتی در نظر گرفته شود. در این راستا، دما و زمان ماند را می‌توان به عنوان دو شاخص عملیاتی مهم مؤثر بر انتشار آلاینده‌ها و مصرف انرژی تعیین کرد. با توجه به نتایج، روش پیشنهادی عملکرد محیط ­زیستی و اقتصادی قابل قبولی دارد، بنابراین امکان سرمایه‌گذاری‌های کلان برای کاهش اثرات آلاینده‌های BTEX در منطقه از طریق جفت کردن آن ­ها به انرژی‌های تجدیدپذیر پیشنهاد می‌شود.