شرکت آتیه پردازان ظهور شریف با طراحی و تجاریسازی سامانهای مبتنی بر آندهای دارای پوشش نانوساختار، گام مهمی در ارتقای فرایندهای تصفیه و گندزدایی آب در صنایع پتروشیمی و دریایی برداشته است؛ سامانهای که توانسته در مقیاس صنعتی، کارایی برجهای خنککننده را افزایش داده و هزینههای عملیاتی را کاهش دهد.
سامانه نانویی ایرانی برای تصفیه و گندزدایی آب صنایع پتروشیمی و دریایی
در صنایع بزرگ نفت، گاز و پتروشیمی، آب نقش حیاتی و غیرقابل جایگزینی دارد. برجهای خنککننده، واحدهای فرآیندی و سیستمهای انتقال حرارت به حجم بالایی از آب نیاز دارند و در صورت آلودگی یا رشد میکروارگانیسمها، نهتنها راندمان تجهیزات کاهش مییابد بلکه خوردگی، رسوبگذاری و آسیبهای جدی به زیرساختها تحمیل میشود. از این رو، توسعه سامانههای پایدار، کمهزینه و مؤثر برای تصفیه و گندزدایی آب، به یکی از اولویتهای اصلی صنایع سنگین تبدیل شده است.
در همین راستا، شرکت دانشبنیان آتیه پردازان ظهور شریف موفق شده است سامانهای پیشرفته مبتنی بر الکترولیز و مجهز به آندهایی با پوشش نانوساختار را به بازار عرضه کند؛ سامانهای که قابلیت استفاده در الکترولیز آب دریا و همچنین گندزدایی آب برجهای خنککننده پتروشیمی را دارد. این فناوری پیشرفته در سالهای گذشته بهصورت عملیاتی در صنعت پتروشیمی مورد استفاده قرار گرفت و توانست نتایج قابل توجهی در حذف مواد زائد و بهبود کیفیت آب به همراه داشته باشد.
الکترولیز آب، فرآیندی شناختهشده اما بسیار حساس است که در آن با اعمال جریان الکتریکی مستقیم و استفاده از دو الکترود، واکنشهای شیمیایی کنترلشدهای رخ میدهد. در این فرآیند، آب به اجزای سازنده خود تجزیه شده و گاز هیدروژن در کاتد و گاز اکسیژن یا ترکیبات فعال در آند تولید میشود. زمانی که این فرآیند برای آب دریا انجام میشود، علاوه بر تولید هیدروژن، امکان تولید موادی مانند سدیم هیپوکلریت نیز فراهم میشود که کاربرد گستردهای در گندزدایی و کنترل آلودگیهای زیستی دارد.
هیدروژن حاصل از الکترولیز آب دریا میتواند در حوزههایی مانند سلولهای سوختی، تولید انرژی پاک و تأمین برق مورد استفاده قرار گیرد. از سوی دیگر، هیپوکلریت تولیدی نقش مهمی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی ایفا میکند؛ چرا که استفاده از آن موجب کاهش رسوب، جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها و کاهش خوردگی در لولهها و تجهیزات صنعتی میشود.
یکی از چالشهای اصلی در سامانههای الکترولیز، نوع و کیفیت الکترودهاست. الکترودهای سنتی مانند آندهای گرافیتی یا آندهای ساختهشده از فلزات گرانقیمت، یا عمر کوتاهی دارند یا هزینه بالایی را به سیستم تحمیل میکنند. در سالهای اخیر، استفاده از الکترودهای موسوم به اکسیدهای فلزی مختلط بهعنوان جایگزین مطرح شده است؛ الکترودهایی که از ترکیباتی مانند اکسیدهای پلاتین، ایریدیوم و روتنیوم ساخته میشوند و پایداری بالاتری دارند. با این حال، قیمت بالای این عناصر همچنان یکی از موانع اصلی توسعه گسترده این فناوری محسوب میشود.
نوآوری شرکت آتیه پردازان ظهور شریف دقیقاً در همین نقطه شکل گرفته است. این شرکت با طراحی آندهایی دارای پوشش نانومتری با ابعاد در حدود ۲۰ نانومتر و ترکیبی از اکسیدهای فلزی مختلف، توانسته میزان مصرف عناصر کاتالیستی گرانقیمت را بهطور محسوسی کاهش دهد. این پوشش نانوساختار علاوه بر کاهش هزینهها، باعث افزایش بازده جریان و پایداری عملکرد الکترود در شرایط سخت عملیاتی شده است.
یکی از مهمترین کاربردهای صنعتی این سامانه، گندزدایی آب برجهای خنککننده پتروشیمی است. پتروشیمی مبین با بهکارگیری این سامانه موفق شده است کیفیت آب گردشکننده را بهبود داده و مشکلات ناشی از آلودگیهای زیستی و مواد زائد را به حداقل برساند. این دستاورد نهتنها موجب افزایش طول عمر تجهیزات شده، بلکه راندمان کلی برجهای خنککننده را نیز ارتقا داده است.
این محصول همچنین مورد توجه شرکت ملی صنایع پتروشیمی قرار گرفته و در برخی کاربردهای خاص، مانند آب بالانس نفتکشها و شناورها، بهصورت آزمایشی مورد استفاده قرار گرفته است.
از جمله مزیتهای فنی این سامانه میتوان به وزن کم نسبت به سطح مؤثر، بازده جریان بالا، مقاومت مطلوب در محیطهای با غلظت بالای کلر، قابلیت عملکرد در دماهای بالا بین ۶۰ تا ۹۵ درجه سانتیگراد و افزایش بازدهی سیستم تا ۳۰ درصد اشاره کرد. همچنین کاهش مصرف فلزات گرانقیمت موجب شده قیمت نهایی سیستم حدود ۱۵ درصد کمتر از نمونههای متداول باشد.
شرکت آتیه پردازان ظهور شریف که در سال ۱۳۸۸ توسط جمعی از فارغالتحصیلان دانشگاه صنعتی شریف تأسیس شده، یکی از شرکتهای پیرامونی این دانشگاه به شمار میرود و در حوزه تجهیزات پیشرفته صنایع نفت، گاز و پتروشیمی فعالیت میکند.
در نهایت، نقش فناوری نانو در این سامانه فراتر از یک بهبود جزئی است. استفاده از پوششهای نانوساختار موجب افزایش سطح فعال الکترود، بهبود انتقال الکترون، کاهش سایش و افزایش طول عمر تجهیز شده است. این ویژگیها نشان میدهد که فناوری نانو میتواند بهعنوان یک ابزار کلیدی در توسعه سامانههای صنعتی پایدار، کمهزینه و با کارایی بالا ایفای نقش کند و مسیر آینده تصفیه آب صنعتی و الکترولیز را بهطور بنیادین تغییر دهد.
