محیط زیست و توسعه فرابخشی

مجله علمی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اخبار و اعلانات

راهنمای نویسندگان

فرم ها و فایل های لازم

اسامی داوران

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

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

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

2 استادیار، دانشکده محیط زیست،دانشگاه تهران

3 استادیار، دانشکده علوم زیست شناسی، دانشگاه خوارزمی

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.

کلیدواژه‌ها

مراجع
  1. Al-Harbi, M., 2019. Characteristic of atmospheric BTEX concentrations and their health implications in urban environment. Applied Ecology and Environmental Research, 17(1), pp.33-51.
  2. Arabi, M., 2014. Identifying and measuring factors that generate environmental crisis in Arak metropolis, 6th International Conference on Comprehensive Crisis Management, Mashhad. https://civilica.com/doc/339756/ (In Persian with English abstract).
  3. Brown, R.W., Bull, I.D., Journeaux, T., Chadwick, D.R. and Jones, D.L., 2021. Volatile organic compounds (VOCs) allow sensitive differentiation of biological soil quality. Soil Biology and Biochemistry, 156, p.108187.
  4. Choi, E., Eum, H., Seo, Y.S., Yi, S.M. and Lee, H., 2018. Variability of nitrous oxide and carbon dioxide emissions continuously measured in solid waste incinerators. Journal of Material Cycles and Waste Management, 20(2), pp.832-843.
  5. Gu, T., Yin, C., Ma, W. and Chen, G., 2019. Municipal solid waste incineration in a packed bed: A comprehensive modeling study with experimental validation. Applied Energy, 247, pp.127-139.
  6. Haridass, R., Ramesh, K., Rajeshkumar, T. and Vignesh, E., 2017. Performance improvement of pollution control device used in small scale foundry industry. International Journal of Research in Science and Engineering, 3(1).
  7. Honarmand, H. and Omidvar, M., 2017. Simulation and sensitivity analysis of the effect of operating conditions and design parameters on the energy consumption of benzene, toluene and xylene (BTX) units with Aspen Plus software. https://civilica.com/doc/678861 (In Persian with English abstract).
  8. Joneidi Jafari, A., 2003. A Comparison of Major Pollutants Emission from Petrol and Diesel Car Exhaust. Avicenna Journal of Clinical Medicine, 9(4), pp.0-0.
  9. Keramati, A., Nabizadeh Nodehi, R., Rezaei Kalantary, R., Nazmara, S., Zahed, A., Azari, A., Bahramifar, H. and Mahvi, A.H., 2016. TVOCs and BTEX concentrations in the air of south pars special economic energy zone. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 25(133), pp.236-244.
  10. Lan, H., Hartonen, K. and Riekkola, M.L., 2020. Miniaturised air sampling techniques for analysis of volatile organic compounds in air. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 126, p.115873.
  11. Latif, M.T., Abd Hamid, H.H., Ahamad, F., Khan, M.F., Nadzir, M.S.M., Othman, M., Sahani, M., Wahab, M.I.A., Mohamad, N., Uning, R. and Poh, S.C., 2019. BTEX compositions and its potential health impacts in Malaysia. Chemosphere, 237, p.124451.
  12. Liu, Y., Wang, H., Jing, S., Zhou, M., Lou, S., Qu, K., Qiu, W., Wang, Q., Li, S., Gao, Y. and Liu, Y., 2021. Vertical profiles of volatile organic compounds in suburban Shanghai. Advances in Atmospheric Sciences, 38(7), pp.1177-1187.
  13. Mascone, D., 1980. Thermal Incinerator Performance for NSPS. Addendum, Office of Air Quality Planning and Standards, US Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC.
  14. Mazaheri Tehrani, A., Bahrami, A., Leili, M., Poorolajal, J., Zafari, D., Samadi, M. and Mahvi, A.H., 2020. Investigation of seasonal variation and probabilistic risk assessment of BTEX emission in municipal solid waste transfer station. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, pp.1-14.
  15. Mentese, S. and Akca, B., 2020. Hot-spot summertime levels and potential sources of volatile organic compounds (VOC) on roads around Çanakkale and Kilitbahir harbors across Dardanelles strait. Atmospheric Pollution Research, 11(12), pp.2297-2307.
  16. Michos, K.N. and Bikas, G., 2020. Quasi-dimensional multi-zone combustion diagnostic tool for si engines with novel NOx and CO emissions models. SAE International Journal of Advances and Current Practices in Mobility, 2(2020-01-0289), pp.1818-1848.
  17. MirMohammadi, M., Kermaniha, M. and Karimian, B., 2012. Air pollution control in Bitumens industry, 6th National Environmental Engineering Conference. https://civilica.com/doc/170333/ (In Persian with English abstract).
  18. Mohammadi, A., Mokhtari, M., Abdolahnejad, A. and Nemati, S., 2016. A survey on variations of btex and ozone formation potential in Yazd city and mapping with GIS. Studies in Medical Sciences, 27(8), pp.650-660.
  19. Mohammadi, N., Zoroufchi, B.K., Shakerkhatibi, M., Fatehifar, E., Behroozsarand, A., Mahmoudian, A. and Sheikholeslami, F., 2017. Forecasting concentrations of gaseous air pollutants using artificialneural networks in Tabriz.
  20. Nabi, M.N., Hustad, J.E. and Arefin, M.A., 2020. The influence of Fischer–Tropsch-biodiesel–diesel blends on energy and exergy parameters in a six-cylinder turbocharged diesel engine. Energy Reports, 6, pp.832-840.
  21. Parastari, A. and Pardakhti, A., 2021. Carcinogenic and non-carcinogenic risk assessment of benzene in 22 regions of Tehran, 6th international conference of knowledge and technology of agricultural sciences, natural resources and environment of Iran, Tehran. https://civilica.com/doc/1237055/ (In Persian with English abstract).
  22. Pardakhti, A. and Esmaeilzade, M., 2019. Assessment and comparison of health risk in exposure to volatile organic compounds (BTEX) in 3 metrocities of Iran, 8th National Conference on Air and Noise Pollution Management, Tehran. https://civilica.com/doc/1002050/ (In Persian with English abstract).
  23. Pasquini, D., Gori, A., Ferrini, F. and Brunetti, C., 2021. An Improvement of SPME-Based Sampling Technique to Collect Volatile Organic Compounds from Quercus ilex at the Environmental Level. Metabolites, 11(6), p.388.
  24. Peng, Y., Yang, Q., Wang, L., Wang, S., Li, J., Zhang, X., Zhang, S., Zhao, H., Zhang, B., Wang, C. and Bartocci, P., 2021. VOC emissions of coal-fired power plants in China based on life cycle assessment method. Fuel, 292, p.120325.
  25. Qarayaghi, R., 2009. The first scientific conference on sustainable ecosystem and development. Arak Central Province Environmental Network, Arak Chamber of Commerce, Industries, Mines and Agriculture. (In Persian with English abstract).
  26. Qian, J., Tian, F., Luo, Y., Lu, M. and Zhang, A., 2021. A novel multisensor detection system design for low concentrations of volatile organic compounds. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 69(5), pp.5314-5324.
  27. Rostami, R. and Jonidi Jafari, A., 2014. Application of an adsorptive-thermocatalytic process for BTX removal from polluted air flow. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 12(1), pp.1-10.
  28. Sorrels, J.L., Baynham, A., Randall, D. and Hancy, C., 2017. Incinerators and Oxidizers. EPA Air Pollution Control Cost Manual, pp.2017-12.
  29. Tessitore, J.L., 2020. Control of VOCs by Incineration. In Sizing and Selecting Air Pollution Control Systems (pp. 117-129). CRC Press.
  30. Thoma, E. and Prevention, A.P., 2009. Measurement of emissions from produced water ponds: upstream oil and gas study# 1. US Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio http://nepis. epa. gov/ Adobe/PDF/P100EACG. pdf.
  31. Ulutaş, K., Kaskun, S., Demir, S., Dinçer, F. and Pekey, H., 2021. Assessment of H2S and BTEX concentrations in ambient air using passive sampling method and the health risks. Environmental Monitoring and Assessment, 193(7), pp.1-10.
  32. Van der Vaart, D.R., Spivey, J.J., Vatavuk, W.M. and Wehe, A.H., 1996. Thermal and Catalytic Incinerators.
محیط زیست و توسعه فرابخشی
دوره 7، شماره 77
آبان 1401
صفحه 111-124
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار