تحقیق بررسی روشهای جذب دی اکسید کربن و مقایسه آنها با یکدیگر

توضیحات

 عنوان فارسی: بررسی روشهای جذب دی اکسید کربن و مقایسه آنها با یکدیگر

• فصل اول
• مقدمه و مفاهیم پایه
• معرفی گاز دی اکسید کربن (  )
• فازهای مختلف گاز دی اکسید کربن
• اثرات زیست محیطی دی اکسید کربن
• منابع تولید دی اکسید کربن
• احتراق سوخت های فسیلی
• انتشارات ناحیه ای دی اکسید کربن
• انتشارات بخشی دی اکسید کربن
• جداسازی و جذب گاز دی اکسید کربن
• فصل دوم
• روش کار
• روش های مرسومجداسازی دی اکسید کربن
• فصل سوم
• مروری بر تحقیقات گذشته
• فصل چهارم
• بحث و نتیجه گیری
• مقدمه
• جمع بندی تکنولویی های جذب و جداسازی دی اکسید کربن
• مراجع

 

• معرفی گاز دی اکسید کربن ( )

جوزف بلک ، شیمیدان و فیزیکدان اسکاتلندی، اولین کسی بود که در سال 1750 دی اکسید کربن را معرفی کرد [1]. او در حین بررسی  خواص گازهای تولیدی از واکنش های مختلف متوجه شد که گاز ایجاد شده از کلسیم کربنات می تواند گرما ایجاد کند یا به خانواده اسید ها مربوط باشد و این گاز را هوا ثابت نامید [1]. وی  مشاهده کرد که هوا ثابت، متراکم تر از هوا می باشد و گزارش کرد که وقتی حباب های آبی در هیدروکسید کلسِم حل می شوند، کلسیم کربنات رسوب می کند. او توانست با استفاده از این پدیده نشان دهد که دی اکسید کربن توسط تنفس حیوانات و تخمیر میکروبی تولید می شود [1].

دی اکسید کربن از دو پیوند دوگانه تشکیل شده است و در دما و فشار استاندارد بصورت پایدار در اتمسفر زمین وجود دارد.

ساختار دی اکسید کربن [1].

در شکل 1 خواص فیزیکی و شیمیایی این گاز آورده شده است.

فرمول مولکولی
وزن مولکولی
وزن مخصوص	1.53 at 21 oC
نقطه انجماد	-78 °C, 194.7 K, -109 °F
نقطه جوش	-57 °C, 216.6 K, -70 °F
نقطه سه گانه
دمای بحرانی
فشار بحرانی	7378.75 Kpa
چگالی بحرانی	468 kg/m3
فشار بخار	2108.5 Kpa
چگالی مایع اشباع	1024.76 kg/m3
غلظت در هوا	370,3 * 107 ppm
پایداری	زیاد
مایع	Pressure < 415.8 kPa
جامد	Temperature < -78 oC
حلالیت در آب	1.45 g/L at 25 °C, 100 kPa
ظاهر	گاز بدون رنگ
بو	بدون بو
ویسکوزیته

شکل 1 : خواص گاز دی اکسید کربن [1].

• فازهای مختلف گاز دی اکسید کربن

فاز گاز :  گاز  سنگین تر از هوا است و در دما و فشار اتمسفر، این گاز بدون رنگ، بدون بو وجود دارد. اگر این گاز را سرد و متراکم کنیم  مایع بوجود می آید.

فاز مایع :  مایع، سیال شفافی است که نمی تواند در فشار اتمسفر خارج شود و معمولا در 0 درجه فارنهایت و 300 psi نگه داری می شود.

فاز جامد : معمولا به  جامد، یخ خشک[5] می گویند. با انبساط ناگهانی  مایع در فشار اتمسفر، دمای سیال نیز کم می شود و یخ خشک ایجاد می شود. این فاز از دی اکسید کربن در فشار اتمسفر و دمای -109 درجه فارنهایت بوجود می آید.

• اثرات زیست محیطی دی اکسید کربن

تغییرات آب و هوا

آب و هوا به عنوان رفتار ویژه ی اتمسفر تعریف می شود و به طور کلی بر حسب متوسط دما، بارندگی و سایر ویژگیهای فیزیکی بیان میگردد [2]. تغییرات آب و هوا یکی از بزرگترین و احتمالا سخت ترین تهدیدهای زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی است که جهان در این سده با آن مواجه شده است. مسئله ی تغییر آب و هوا راجع به کیفیت هوا یا دود و مه نیست، بلکه راجع به گرم شدن سرتاسر زمین است.  در طی سده بیستم متوسط دمای سطح زمین حدود 6 درجه ی سانتیگراد افزایش یافته است و پیش بینی می شود که با روند کنونی دمای زمین تا سده آینده 1.4 – 5.8 درجه ی سانتیگراد افزایش یابد. علت اصلی این امر رشد جمعیت و پیشرفت فناوری و در نتیجه افزایش تقاضای جامعه برای حاملهای انرژی است که در قرن اخیر بیش از 4 درصد رشد داشته است. هم اکنون قسمت اعظم این انرژی به سوختهای فسیلی متکی است و چنانچه همین روند در افزایش میزان تقاضا و مصرف انرژی ادامه یابد، در چند دهه ی آینده تغییرات آب و هوایی شدیدی به وقوع خواهد پیوست [2]. هر چند تغییرات آب و هوا اجتناب ناپذیر می نماید، اما انتشار روز افزون گازهای گلخانه ای، تولید هواویزه ها[6]، تغییر در ضریب بازتابش زمین و آلودگی حرارتی عواملی هستند که بر سرعت پدیده تغییر آب و هوا تأثیر میگذارند و در این بین تأثیر و اهمیت گازهای گلخانه ای بسیار بیشتر است.

شکل 2 : اثرات تغییرات آب و هوا بر الف) متوسط دمای سطح زمین، ب) متوسط سطح دریا ها، ج) پوشش برف و یخ در نیمکره ی شمالی [2]

دما و میزان بارش برف و باران، هر دو بر آب و هوا تاثیر م یگذارند. مقادیر دما و میزان بارش باران در هر منطقه نیز متأثر از عرض جغرافیایی، ارتفاع و جریان های اقیانوسی آن منطقه می باشد. تغییر آب و هوا پدیده ای است که میزان تاثیر عوامل فوق را بر آب و هوای هر منطقه تغییر می دهد و تأثیرات نامطلوبی را بر جای می گذارد. برخی پیامدهای شناخته شده ناشی از تغییرات آب و هوا عبارتند از :

• بالا آمدن سطح آب دریاها و کاهش منابع آب شیرین
• تغییر در میزان بارش باران و جهت وزش باد
• افزایش بلایای طبیعی مثل طوفان، گردباد و سیل
• افزایش میزان خشکسالی و توسعه مناطق بیابانی
• افزایش آلودگی هوا در برخی مناطق در اثر افزایش بادهای گرم
• احتمال گسترش بیماریهایی نظیر مالاریا

شکل 2 تغییرات مشاهده شده در متوسط دمای سطح زمین، متوسط سطح دریاها و پوشش برف و یخ  در نیمکره شمالی را بر اثر تغییرات آب و هوا در فاصله سال های 1850 تا 2000 میلادی نشان می دهد [2].

اثر گلخانه ای

اثر گلخانه ای به تغییر در حالت پایدار دمای یک سیاره به واسطه حضور یک اتمسفر دارای گاز که پرتوهای فروسرخ را جذب و منتشر می کند، گفته می شود [2]. در منظومه شمسی علاوه بر اتمسفر زمین، اتمسفر سیاراتی مانند ناهید، مریخ و تیتان( بزرگترین قمر سیاره زحل ) نیز موجب اثر گلخانه ای می شوند. زمین انرژی را از خورشید غالباً به صورت نور مرئی دریافت می کند. بیشتر این انرژی توسط اتمسفر جذب نمی شود، زیرا اتمسفر نسبت به نور مرئی شفاف است و آن را از خود عبور می دهد. زمین حدود 50درصد از انرژی را که از خورشید به آن می رسد را به شکل گرما جذب می کند. زمین به دلیل دمایی که دارد، مقداری انرژی به صورت پرتوهای فروسرخ منتشر می کند. گازهای گلخانه ای که در اتمسفر زمین وجود دارند،  نسبت به این پرتوهای فروسرخ شفاف نیستند و بنابر این آنها را جذب می کنند. پرتوهای فروسرخ از همه جهات جذب شده و به صورت گرما به همه گازهای موجود در اتمسفر منتقل می شوند. اتمسفر هم به دلیل دمایی که دارد، همانند زمین در همه جهات، پرتوهای فروسرخ را منتشر میکند و موجب گرم شدن سطح زمین و لایه های پایینتر اتمسفر میگردد. به این ترتیب گازهای گلخانه ای گرما را بین سطح زمین و لایه تروپوسفر به دام می اندازند و تا مدت زیادی حرارت را بین این دو لایه نگه میدارند [2].

گاز های گلخانه ای

گازهای گلخانه ای برای کمک به تنظیم دمای زمین ضروری هستند، بدون حضور آنها زمین به حدی سرد می شد که غیر قابل سکونت میگشت [2]. گازهایی که در اثر گلخانه ای نقش بیشتری دارند، به ترتیب مقدارشان در اتمسفر عبارتند از:  بخار آب، دی اکسیدکربن، متان، اکسید نیتروژن، ازن و کلروفلئوروکربن ها. در این میان بخار آب و دی اکسیدکربن مجموعاً 90 درصد سهم اثرگلخانه ای را به خود اختصاص می دهند که در این بین بخار آب بیشترین سهم را داراست. سهم یک گاز در اثر گلخانه ای، متأثر از ویژگی ها و غلظت آن در اتمسفر می باش.  به طور مثال، متان و کلروفلئوروکربن ها نسبت به دی اکسیدکربن اثر گلخانه ای قویتری دارند، اما در حال حاضر به دلیل اینکه غلظت آنها در اتمسفر بسیار کمتر از دی اکسید کربن است، سهم آنها در اثر گلخانه ای کمتر است. شکل 3 سهم گازهای مختلف را در اثر گلخانه ای نشان می دهد. لازم به ذکر است که معمولاً در این موارد بخار آب را جداگانه حساب می کنند زیرا اولاً مقدار آن نسبت به سایر گازهای گلخانه ای بسیار بیشتر است و ثانیاً رطوبت مناطق مختلف بسته به شرایط دمایی، آب و هوایی و پوشش ابری متفاوت می باشد.

شکل 3 : سهم گازهای مختلف در اثر گلخانه ای زمین [2]

با وجود اینکه گازهای عمده ی اتمسفر زمین، یعنی اکسیژن، نیتروژن و آرگون در بسیاری از واکنش های فیزیکی و شیمیایی نقش دارند، ولی گاز گلخانه ای محسوب نمی شوند. به دلیل اینکه گازهای دو ملکولی همسان مانند اکسیژن و نیتروژن و مولکولهای تک اتمی مانند آرگون هیچ تغییر خاصی در ممان دو قطبی خود به هنگام ارتعاش ندارند، بنابراین تقریباً توسط پرتوهای فروسرخ تحت تأثیر قرار نمی گیرند.

گازهای گلخانه ای دارای منابع تولیدکننده طبیعی و غیرطبیعی هستند. این منابع، چشمه های گازهای گلخانه ای نامیده می شوند. از طرفی دیگر، مقدار گازهای گلخانه ای در اثر تغییر و تحولات شیمیایی در اتمسفر یا توسط منابع جذب کننده این گازها که اصطلاحا ” چاهک ” نامیده می شوند، کاهش می یابد [2].

 توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق