بررسی روش های مختلف افزایش عملکرد غشاها در فرایند جداسازی اکسیژن از نیتروژن

در سال­های اخیر جداسازی هوا با استفاده از غشا به عنوان یک فناوری مقرون به صرفه برای تولید جریان­های نسبتا خالص نیتروژن و اکسیژن مورد توجه زیادی قرار گرفته است. نتایج مطالعات نشان می­دهد که طراحی و ساخت پلیمرهای جدید با ساختار مطلوب برای صنعتی شدن فناوری غشاهای پلیمری در زمینه جداسازی اکسیژن از نیتروژن امری بسیار مهم تلقی می­شود. نتایج بدست آمده از کارهای تحقیقاتی مختلف نشان می­دهند که غشاهای پلیمری ساخته شده بر پایه پلی­ایمیدهای آروماتیک و پلیمرهای ذاتا میکرومتخلخل (PIMs) به­علت گزینش­پذیری بالا، خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی مناسب و نیز بهره­مندی از ساختارهای متفاوت ناشی از استخلاف­های پلیمری گزینه مناسبی جهت جداسازی اکسیژن و نیتروژن می­باشند. از سوی دیگر، فرایند اصلاح غشا نیز می­تواند مقاومت مکانیکی، شیمیایی و گزینش­پذیری غشاها را تا حد زیادی افزایش داده و روشی موثر در جهت بهبود عملکرد جداسازی اکسیژن از نیتروژن ­باشد. نتایج بدست آمده حاکی از این است که ساخت غشاهای آمیزه پلیمری گزینش­پذیری و تراوایی غشاها را افزایش داده، همچنین ایجاد اتصالات عرضی نیز در اغلب موارد موجب افزایش گزینش­پذیری غشاها شده است. در این میان غشاهای غربال مولکولی کربنی که توسط تجزیه حرارتی ماده اولیه پلیمری در شرایط کنترل شده دمایی و فشاری ساخته    می­شوند،  به­دلیل داشتن خواصی نظیر گزینش­پذیری و تراوایی بالا، پایداری در محیط­های خورنده و قابلیت کاربرد در دماهای بالا مورد گزینه مناسبی برای جداسازی اکسیژن و نیتروژن محسوب می­شوند. همچنین با دقت در نتایج بدست آمده  از کارهای تحقیقاتی مختلف می­توان دریافت که استفاده از نیروی محرکه و ذرات مغناطیسی در پلیمر بهبود همزمان تراوایی و گزینش­پذیری غشاها را در پی دارد. بطوریکه پیش­بینی می­شود این روش در بهبود عملکرد غشاهای پلیمری در زمینه جداسازی اکسیژن و نیتروژن یکی از روش­های کارآمد باشد.

کلیدواژه ها:

Air separation ، Membrane technology ، Polymeric membranes ، Oxygen ، Nitrogen ، جداسازی هوا ، فناوری غشایی ، غشاهای پلیمری ، اکسیژن ، نیتروژن