محققان ایرانی مبدع فناوری کاهش آلودگی هوا

تولید دستگاه‌های رسوب‌زدای الکترونیک در کشور سبب کاهش چشمگیر بهای تمام شده این دستگاه‌‌ها نسبت به دستگاه‌های مشابه خارجی می‌شود. اکنون این فناوری براساس خصوصیات جغرافیایی ایران بومی‌سازی و ثبت اختراع شده است. نصب دستگاه‌های رسوب‌زدای الکترونیک در تاسیسات ساختمان‌های شهرهای بزرگ موجب 5 تا 10 درصد کاهش آلودگی هوا در ایام سرد سال می شود.

اهمیت این موضوع به این دلیل است که حدود 90 درصد انرژی یک ساختمان در ایام سرد مصرف می‌شود و با تشکیل رسوب در تاسیسات به طور متوسط 20 درصد مصرف انرژی افزایش می‌یابد. کیفیت دستگاه‌های ایرانی با اخذ پنج تاییدیه فنی معتبر با دستگاه‌های مشابه خارجی برابری می‌کند و از محل تولید و صادرات آنها علاوه بر ارزآوری، گام مهمی برای دستیابی به استقلال فنی و صنعتی برداشته خواهد شد.

فناوری نوین الکترونیک برای کاهش رسوبات

شرکت دانش‌بنیان بهرشد پس از 9 سال پژوهش و اجرای سه طرح موفق با معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و اداره پژوهش و فناوری شرکت ملی گاز ایران، طراحی و بومی سازی فناوری رسوب‌زدایی الکترونیک را به مرحله تجاری‌سازی و تولید انبوه رسانده است. با صدور نخستین پروانه بهره‌برداری صنایع نوین در زمینه تولید دستگاه‌های رسوب‌زدایی الکترونیک در کشور، علاوه بر کاهش مصرف انرژی، از آلودگی هوای شهرهای بزرگ نیز کاسته می‌شود. با نصب دستگاه‌های رسوب‌زدای الکترونیک در برخی ساختمان‌های دولتی و مسکونی و صنایع کشور در پنج سال گذشته از انتشار 420 هزار تن گازهای گلخانه‌ای جلوگیری شد و بیش از یک میلیارد و 520 میلیون مترمکعب نیز در مصرف گاز صرفه‌جویی به عمل آمد.

مهندس ابراهیم صفایی، مدیر تحقیق و توسعه شرکت دانش‌بنیان بهرشد، درباره دستگاه ضدرسوب الکترونیکی به جام جم می‌گوید: «این طرحی دانش‌بنیان بر پایه فناوری نوین است که از دو جزء اصلی تشکیل شده: بخش تولیدکننده سیگنال‌ها و بخشی که سیگنال‌ها را به امواج رادیویی کم‌بسامد تبدیل می‌کند. بخش دوم که مگنت نامیده می‌شود، دور لوله‌های آبی که در مسیر تجهیزات قرار دارند، بدون نیاز به برش یا جوشکاری نصب می‌شود. با شروع به کار دستگاه، امواج رادیویی تاثیراتی روی مولکول‌های آب و یون‌های کلسیم و منیزیم می‌گذارند. ابتدا رسوبات قبلی بتدریج از سطح تجهیزات پاک می‌شود و از تشکیل مجدد رسوب‌ها و چسبیدن مجدد آنها به سطوح نیز جلوگیری می‌شود. یکی از مشکلات لوله‌ها قبل از گرفتگی بر اثر رسوبات این است که مصرف انرژی بالاتر می‌رود. به طور متوسط هر یک میلی‌متر ضخامت رسوب باعث 15 درصد افزایش مصرف یا کاهش بازدهی سیستم می‌شود.»

راه‌حل بنیادی برای کاهش گازهای گلخانه‌ای

هر تن گاز متان مصرفی، تقریبا 5/2 برابر گاز دی‌اکسیدکربن تولید می‌کند که اثر گلخانه‌ای دارد و باعث گرم شدن کره زمین می‌شود. دستگاهی که رسوب بیشتری دارد، مصرف گاز بالاتری هم دارد و بازدهی آن کاهش پیدا می‌کند. برای مثال اگر برای نیاز مشخصی یک تن گاز متان مصرف می‌شود، رسوب دستگاه باعث مصرف 3/1 تن گاز می‌شود. به همین ترتیب به جای تولید 2500 کیلوگرم، 3250 کیلوگرم گاز دی‌اکسیدکربن تولید می‌شود. افزایش مصرف و کاهش بازدهی به نوبه خود باعث افزایش تولید دی‌اکسیدکربن می‌شود. دستگاه ضدرسوب الکترونیک با بهینه‌سازی و رفع رسوب، دستگاه را به شرایط استاندارد مصرف باز می‌گرداند.

صفایی همچنین این فناوری را برای افزایش بازدهی دستگاه‌های صنعتی کاربردی عنوان می‌کند و می‌گوید: «هنگامی که رسوب دستگاهی بیش از حد زیاد شود، دیگر نمی‌تواند آب را بخوبی گرم یا خنک کند. برای حل این مشکل باید دستگاه باز شود و با روش شست‌وشو با اسید که روش آلوده‌کننده‌ای برای محیط زیست است، رسوبات برطرف و دوباره نصب شود. به این ترتیب دستگاه مدتی قابل استفاده نیست و در بعضی تاسیسات مثل پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها این توقف تولید در ساعت، خسارت میلیونی به مجموعه وارد می‌کند. همچنین استفاده از این فناوری دستگاه را به مصرف استاندارد خود نزدیک و حدود 40 درصد به کاهش مصرف انرژی کمک می‌کند. در دستگاه‌های قدیمی با رسوبات بیشتر، مصرف انرژی تا 50 درصد هم کاهش پیدا می‌کند.»

دستگاهی برای کاهش مصرف، افزایش بازدهی

صفایی درباره مزایای موارد مصرف این دستگاه اضافه می‌کند: «کاربرد این دستگاه برای آبگرمکن‌های دیواری منازل مسکونی تا صنایع ذوب فلز، صنایع غذایی، پتروشیمی، پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و صنایع سیمان و هر صنعتی که نیاز به آب در آن وجود دارد، گسترده است. در صنایع سنگین بازگشت سرمایه حدود سه تا چهار ماه طول می‌کشد، بنابراین دستگاهی که حدود ده سال کار می‌کند، ولی در چهار ماه اول، هزینه از طریق صرفه‌جویی و بهینه‌سازی تولید بازمی‌گردد، بسیار مقرون به صرفه است. این دستگاه به طور غیرمستقیم از طریق کاهش تعمیرات اجباری نیز برگشت سرمایه دارد. از طرف دیگر در منازل هم مصرف گاز پایین می‌آید و چون آبگرمکن سریع‌تر آب را گرم می‌کند، مصرف آب هم کاهش می‌یابد و هزینه‌های تعمیر و نگهداری دستگاه‌های سرمایشی و گرمایشی کاهش پیدا می‌کند.»

صفایی در پایان مزیت این دستگاه نسبت به نمونه‌های خارجی را بومی‌سازی آن عنوان می‌کند و می‌گوید: «این فناوری نمونه خارجی هم دارد، اما نمونه ما با توجه به ترکیبات شیمیایی آب در ایران بومی شده است. در جایی مثل قاره اروپا آب‌ها سختی کمتر دارند و ویژگی دستگاه‌ها متفاوت است، در حالی که در ایران معمولا از آب‌های زیرزمینی برداشت می‌شود و سختی آب بیشتر و پتانسیل تولید رسوب زیاد است. این دستگاه با توجه به شیمی آب کشور کارایی متفاوت دارد. هزینه‌های این دستگاه هم 10 تا 15 درصد پایین‌تر از نمونه‌های خارجی است و اهداف اقتصاد مقاومتی را تحقق می‌بخشد. این سیستم هیچ گونه پساب آلوده‌کننده، عوارض شیمیایی و آلودگی آب و خاک ندارد و به کاهش استهلاک تجهیزات، کاهش مصرف آب و برق و گاز منجر می‌شود.»

دستگاه ضدرسوب الکترونیک چطور با امواج رادیویی کار می‌کند؟

فناوری دستگاه ضدرسوب الکترونیک به این شکل است که امواجی تولید می‌کند تا از طریق ایجاد ارتعاش (ویبره دادن) به مولکول‌های آب، آنها را به جنبش و حرکت بیشتر وا دارد. دستگاه ذرات کوچکی ایجاد می‌کند که به مرور بزرگ‌تر می‌شوند و این عمل باعث می‌شود پدیده‌ای به نام گلوله برفی ایجاد شود. به این ترتیب بلورهای نرم و با چسبندگی اندک به حالت معلق در می‌آیند و کلسیم حل شده و یون‌های بی‌کربنات از حالت فوق‌اشباع خارج می‌شوند. سپس دستگاه با شکستن پیوندهای هیدروژنی آّب، مولکول‌های آن را آزاد می‌کند و مولکول آزاد بیشتر، خاصیت انحلال‌پذیری آب را افزایش می‌دهد. به این ترتیب محلول فوق‌اشباع آب و کربنات کلسیم، مانع تشکیل بلورهای رسوبی می‌شوند. امواج رادیویی تولیدشده این دستگاه خواص فیزیکی و الکتریکی مولکول‌های کلسیم را به شکل مطلوب تغییر می‌دهند و چسبندگی آنها به یکدیگر و به جداره لوله‌ها را از بین می‌برند. به همین دلیل مولکول‌ها در آب به حالت معلق باقی می‌مانند. در نتیجه با افزایش انحلال‌پذیری آب، رسوبات قبلی نیز بتدریج به صورت مولکول به مولکول از جدار لوله‌ها و مخازن آب پاک می‌شوند.

سپیده شعرباف