خط تولید گاز کربن دیاکسید CO2 تقریباً در بخشهای مختلف صنعت، نقش تعیینکنندهای را ایفا میکنند. کاهش هزینههای فرآیندی، افزایش کیفیت و بهرهوری محصولات از اثرات حضور گازها در صنعت است. تولید بسیاری از محصولات رایج، از مواد غذایی گرفته تا قطعات صنعتی؛ بدون گازهای صنعتی امکانپذیر نیست. مهمتر از آن، مخلوطهای گازی و فنّاوریهای کاربردی و نوآورانه آن؛ راه را برای انتخاب سبک زندگی سبز و پایدارتر و شیوههای تجاری هموار میکند.
گازهای صنعتی، به گازهای خالص یا مخلوط آنها گفته میشود که برای استفاده در فرآیندهای صنعتی و ساخت، تولید میشوند. گازهای صنعتی در طیف وسیعی از صنایع مورداستفاده قرار میگیرند: صنایع شیمیایی، مواد غذایی، عمرانی، فرآوری لاستیک و پلاستیک، علمی و تحقیقاتی و بسیاری از موارد دیگر.
انواع مختلف گازهای صنعتی:
- گازهای هوا (نیتروژن، اکسیژن و آرگون)
- گازهای نجیب (هلیوم، کریپتون، نئون و زنون)
- کربن دیاکسید، استیلن، هیدروژن، متان، پروپان، گوگرد دیاکسید و…

مشخصات گاز کربن دیاکسید:
کربن دیاکسید ترکیبی از دو اتم اکسیژن است که به یک اتم کربن متصل شده است. فرمول شیمیایی آن (CO2)، تقریباً بهاندازه فرمول شیمیایی آب (H2O) شناخته شده است و اغلب با فرمول آن بهجای نامش شناخته میشود. کربن دیاکسید گازی بیرنگ و بیاثر است که تقریباً 1.5 برابر سنگینتر از هوا است و در جو زمین بهاندازه 0.03 درصد وجود دارد. این گاز بیبو و بسیار پایدار است (جداسازی دشوار).
در صورت قرار گرفتن در غلظت بالای 4 درصد این گاز، انسان ابتدا احساس تنگی نفس کرده و پس از مدت بسیار طولانی موجب بیهوشی، خفگی و مرگ میشود. کربن دیاکسید برخلاف اکسیژن که باعث شعلهورتر شدن آتش میشود، باعث خفگی آتش میشود؛ به همین خاطر است که در کپسولهای آتشنشانی گاز کربن دیاکسید وجود دارد.
این ماده در مقادیر مختلف توسط فرآیند متداول احتراق سوختهایی با محتوای کربن بالا تولید میشود. متداولترین منبع سوخت برای احتراق، نفت و گاز طبیعی است که وقتی با نسبت صحیح هوا مخلوط میشود، میسوزد و تا حدود 15% جرمی، کربن دیاکسید در گازهای دودکش کارخانه تولید میشود. پس از احتراق، کربن دیاکسید را میتوان از گازهای دودکش جدا کرد و برای بسیاری از اهداف تجاری که میتوان آن را بکار برد، در دسترس قرار داد.
گازهای گلخانهای که کربن دیاکسید نیز یکی از آنها است باعث میشود که اشعههای خورشیدی با طولموج کوتاه از ابرها (حاوی گازهای گلخانهای هست) بگذرند و بعد از برخورد به سطح زمین بازتاب شده و طولموج آنها افزایش یابد و از پرتوهای فرابنفش به فروسرخ تبدیل گردند. پرتوهای فروسرخ خطرناک نیستند و بعد از برخورد به گازهای گلخانهای بازمیگردند و نمیتوانند از ابرها عبور کنند و باعث گرمشدن کرهی زمین میشوند. امروزه خطر گازهای گلخانهای بهعنوان تهدیدی جدی برای سلامتی انسان و محیطزیست بسیار موردبحث و توجه کارشناسان است. صنایع آلاینده نقش زیادی در پیدایش و گسترش دامنه این خطر دارند. گاز کربن دیاکسید، یکی از مهمترین گازهای گلخانهای است که در فرآیندهای شیمیایی و حرارتی همچون صنایع نفت و گاز به فراوانی تولید میشود.
تاکنون برای بازیافت آن در سطح گسترده اقدام اساسی صورت نگرفته و در نتیجه بخش عمده گازهای کربن دیاکسید تولیدی در هوا تخلیه میگردد که زیانهای زیستمحیطی بسیاری در پی دارد. این در حالی است که گاز کربن دیاکسید علاوه بر کاربردهای بسیار متنوع و سودمندی که در زمینههای مختلف دارد، ماده اولیه ارزشمندی برای صنایع مختلف است. با بهکارگیری فنآوری بازیافت و خالصسازی و تولید گاز کربن دیاکسید این امکان فراهم میشود که بهجای رهاکردن گاز کربن دیاکسید در جو و آلودگی محیطزیست آن را به محصولی ارزشمند تبدیل نموده و از مزایای آن بهرهمند شویم.
کربن دیاکسید بهصورت گاز با درجه خلوص 99/99 درصد تولید میشود و قابلیت تبدیل به حالت مایع یا جامد (یخ خشک) را دارد.
صنایع تولیدکننده کربن دیاکسید:
- صنعت نفت و گاز از قبیل پالایشگاهها و پتروشیمیها
- کلیه کارخانههایی که مصرف گاز طبیعی دارند، از قبیل کارخانههای سیمان، قند و شکر که مصرف عمده سوخت را شامل میشوند.
- فرآیندهای تولید اتانول، آمونیاک و کودهای آمونیاکی
- کارخانههای تولید هیدروژن و اتیلناکساید
- نیروگاههایی که از سوختهای فسیلی زغالسنگ، نفت و گاز طبیعی استفاده میکنند.
شرکت اروم ماشین صنعت پیمان گستر در راستای حفاظت از ارزشهای زیست محیطی و بهبود شرایط حال حاضر محیط زیست، کاملاً متعهد به کاهش یا مدیریت انتشارات مضر ناشی از صنایع ذکر شده میباشد. مجموعه فناوری پاک ما در راستای ارائه روشهای نوآورانه برای کاهش انتشار کربن دیاکسید از طریق فرآیندهایی با هدف جذب، خالصسازی و مایعسازی کربن دیاکسید میباشد.
کاربردهای گاز کربن دیاکسید:
- صنایع نوشابهسازی
- صنایع بستهبندی مواد غذایی
- گلخانهها
- اطفاء حریق
- جوشکاری
- صنایع ریختهگری
- تنظیم pH
- صنایع پزشکی
- استخراج و تصفیه روغنهای گیاهی
- استخراج نفت (ازدیاد برداشت)
- مواد اولیه فرآیند تولید اوره و متانول
کاربردهای کربن دیاکسید جامد (یخ خشک):
صنایع هوایی
صنایع مکانیکی
دستگاههای سرمایشی
بیمارستانها
صنایع غذایی و حملونقل آن
آیس بلاست

فرآیند تولید گاز کربن دیاکسید:
هدف از این فرآیند، دستیابی به جریانی با درصد خلوص بالای کربن دیاکسید (بسته به درخواست مشتری) است. اساس طراحی و ساخت سامانههای بازیافت گاز کربن دیاکسید، مبتنی بر نوع گازهای احتراقی ورودی به سیستم است. به عبارتی بسته به فرآیند جداسازی و بازیافت گاز کربن دیاکسید خروجی، مشخصات فنی سیستم بازیافت مربوطه هم متفاوت خواهد بود. بنابراین اگر هدف بازیافت گاز کربن دیاکسید موجود در گازهای طبیعی باشد یا گاز کربن دیاکسید حاصل از یک فرآیند شیمیایی و یا گاز کربن دیاکسیدی که در اثر عملیات تخمیر در یک کارخانه آبجوسازی تولید شده باشد، برای هر یک از این فرآیندها نیاز است که سیستم مناسب طراحی شود.
آنچه را که ما بهعنوان گازهای احتراقی خروجی به ورودی خط بازیافت هدایت میکنیم، شامل ترکیبی از گازهای مختلف، ذرات گوناگون و بخار آب هست. اگر کربن دیاکسید موجود در این گازهای احتراقی را بهعنوان یک ماده هدف در نظر بگیریم و در پی خالصسازی آن باشیم، سایر ترکیبات موجود در آن ناخالصی محسوب شده و باید سیستم بهگونهای طراحی شود که بتواند در انتهای فرآیند، تمامی ناخالصیهای موجود در گازهای احتراقی را به زیر مقادیر تعیینشده در استانداردهای موجود برساند. اینکه درصد گاز کربن دیاکسید موجود در این گازهای احتراقی به چه میزان است، از دیگر پارامترهایی است که در طراحی سیستم بازیافت نقش مؤثر دارد.
مزایای اجرای طرح تولید کربن دیاکسید:
- اشتغالزایی بهصورت مستقیم و غیرمستقیم
- جلوگیری از ورود گازهای مخرب به محیطزیست
- استحصال یک ماده ارزشمند با سوددهی بسیار بالا
- کمک به بازار داخلی در امر تأمین نیاز بالا کشور با توجه به مصارف بالای اکثر کارخانهها (نوشابهسازی، آبمیوه و غیره…)
- ایجاد یک منبع درآمد ثانویه در کارخانه با توجه به سوددهی بالای این طرح
ساختار فرآیندی
برای جذب کربن دیاکسید به روش پس از احتراق، روشهای مختلفی همچون جذب (فیزیکی و شیمیایی)، جذب سطحی، غشا، فرآیند کرایوژنیک وجود دارد. ولی در بین همه این روشها تولید کربن دیاکسید به روش جذب شیمیایی، پرکاربردترین روش بنابر مزایای زیر است:
- بازدهی مناسب
- هزینههای ثابت و عملیاتی کمتر
- سهولت در طراحی و اجرا و کنترل فرآیند
بسته به ظرفیت تولید کربن دیاکسید، خلوص محصول درخواستی و نوع گاز احتراقی ورودی، طراحی واحد جذب کربن دیاکسید میتواند دستخوش تغییراتی شود ولی در حالت کلی نمای سهبعدی فرآیند جذب با محصول گاز کربن دیاکسید با غلظت بالا بهصورت زیر است:
تعریف، خصوصیات کلی و کاربردهای گاز کربن دیاکسید CO2
مرحله اول: احتراق
گازهای احتراقی حاوی کربن دیاکسید در محفظه احتراق تولید میشوند که عمده آن را گاز کربن دیاکسید، نیتروژن و بخار آب تشکیل میدهد. این گازها جهت جداسازی برخی ناخالصیها به واحد شستشو هدایت میشوند. در صورت استحصال گاز کربن دیاکسید از کارخانههایی که این گاز، محصول جانبی آن واحد محسوب میشود، نیازی به این بخش وجود ندارد. هدف بعدی از ایجاد محفظه احتراق (در صورت وجود)، استفاده از حرارت تولیدشده آن جهت احیا حلال آمینی (جاذب) و تولید کربن دیاکسید خالص است.
بهازای احتراق یک نرمال مترمکعب گاز طبیعی، 1.5 الی 2 کیلوگرم کربن دیاکسید تولید میشود. هوا با نسبت اختلاط 10 الی 14 برابر گاز طبیعی وارد محفظه احتراق میشود. برای دستیابی به احتراق کامل، درصد هوایی بیشتر از مقدار استوکیومتری وارد فرآیند احتراق میشود. با توجه به درصد خلوص گاز طبیعی، درصد جرمی کربن دیاکسید در جریان دودکش تا 15 درصد میتواند وجود داشته باشد.
مرحله دوم: شست و شوی گازهای احتراقی
درصورتیکه در سیستم احتراق از سوختهای فسیلی از قبیل گاز طبیعی، گازوئیل و مازوت استفاده شود، علاوه بر کربن دیاکسید و بخار آب؛ محصولات جانبی مانند گاز گوگرد دیاکسید (2SO) در گازهای احتراقی نیز ممکن است تولید شود که علاوه بر مشکلات محیطزیستی، موجب تغییر رنگ و کاهش راندمان حلال جاذب و رسوب و خوردگی تجهیزات بهواسطه تشکیل ذرات میشود.
جهت جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی و کاهش دمای محصولات احتراق خروجی، گازهای احتراقی را به برج شستوشو هدایت کرده و در این مرحله دمای گازهای احتراقی جهت ترکیب بهتر با حلال جاذب کاهش یافته و گوگرد دیاکسید ناشی از احتراق موجود در گازهای احتراقی حذف میگردد. در این مرحله، بخار آب نیز از جریان گاز احتراقی حذف میشود. درنهایت گاز شستوشو دادهشده در این مرحله به واحد جذب هدایت میگردد.
pH محلول شستوشو (سود سوزآور) در حال گردش باید حالت قلیایی داشته باشد تا باعث حذف گاز گوگرد دیاکسید و جلوگیری از محیط اسیدی شود تا محیط خاصیت خورندگی نداشته باشد. pH محلول، توسط pH سنج کنترل میشود که با شیر سلنوید (جهت تزریق سود سوزآور) در ارتباط است. شیر نصب گردیده در حالتهای زیر کار میکند:
اگر pH کمتر از 8.5 باشد: شیر سلنوید باز میشود.
اگر pH بیشتر از 8.5 باشد: شیر سلنوید بسته میشود.
نام تجهیز | برج شستوشو (Washing Tower) |
غلظت حلال شستوشو | محلول 1% سدیم هیدروکسید (NaOH,1%) |
pH (شرایط بازی باید باشد) | pH=8 to 10 |
دمای ورودی گاز احتراقی به داخل برج شستوشو | 150 to 180 ̊C |
دمای خروجی گاز احتراقی بدون 2SO | 40 ̊C |
دمای ورودی حلال شستوشو | 35 to 37 ̊C |
فشار ورودی حلال شستوشو | 1 to 2 bar |
مرحله سوم: برج جذب
کربن دیاکسید موجود در گازهای احتراقی شستوشو دادهشده (دمای پایین و عاری از گوگرد دیاکسید)، توسط برج جذب با حلال جاذب 12 الی 14 درصدی MEA تماس پیداکرده و در آن حل میشود. داخل برج جهت جلوگیری از افت فشار و طغیان در داخل آن، از چندین طبقه تشکیل شده است که در هر مرحله جذب کربن دیاکسید صورت میگیرد. طبقات با طراحیهای دقیق مهندسی از پرکنهایی با جنس سرامیک، پلاستیک و… جهت تماس فاز گاز و مایع چیده میشود. در برج جذب، MEA سه نرمال از بالای برج توسط توزیعکنندهایی روی سطوح پرکنها پخش میشود و گاز توسط پخشکن از پایین برج جریان پیدا میکند.
بهطورمعمول جریان MEA عاریشده از کربن دیاکسید حاوی 0.12 الی 0.15 مول کربن دیاکسید به ازای هر مول MEA است، ازاینرو این محلول قادر به جذب 0.3 الی 0.35 مول کربن دیاکسید بهازای هر مول MEA در برج جذب خواهد بود. جریان MEA غنی از کربن دیاکسید از دمای 40 درجه سانتیگراد توسط جریان MEA عاریشده از کربن دیاکسید (از ریبویلر) تا 90 درجه سانتیگراد در مبدلهای صفحهای برای ورود به برج دفع گرم میشود. MEA عاریشده از کربن دیاکسید (حلال در حال چرخش) توسط آب برج خنککننده تا زیر 40 درجه سانتیگراد خنک میشود و از بالای برج جذب وارد فرآیند جذب میشود. گاز احتراقی بعد از آزادسازی کربن دیاکسید آن، به اتمسفر هدایت میشود.
همه چیز درباره خط تولید گاز کربن دی اکسید CO2
بهمنظور کاهش میزان کربن دیاکسید در گازهای خروجی از برج جذب، از بستر دیگری که برج جذب ثانویه نامیده میشود، استفاده میگردد تا درصد کربن دیاکسید گازهای خروجی از برج جذب به حداقل کاهش یابد.
نام تجهیز | برج جذب (Absorption Tower) |
غلظت حلال جاذب | محلول 12 الی 14% مونو اتانول آمین (MEA,12-14%) |
دمای MEA غنی از کربن دیاکسید | 40 ̊C |
فشار MEA غنی از کربن دیاکسید | 1 to 2 bar |
اساسیترین بخش فرآیند، برج جذب کربن دیاکسید میباشد. برجهای جذب در دو نوع سینیدار و پرشده طراحی میشوند که با توجه به ملزومات مهندسی، اکثر برجهای جذب طراحیشده در این فرآیند، پرشده میباشند. ملزومات مهندسی مهمی که در طراحی برج جذب باید مدنظر گرفت عبارتنداز:
- افت فشار
- ماندگی و توزیع مایع
- طغیان
- انباشتگی
- کفزایی
علاوه بر ملزومات طراحی، یکی از مباحث مهم در بخش برج جذب، انتخاب حلال مناسب میباشد. انتخاب یک حلال مناسب برای یک فرآیند جذب در برج پرشده به شرایط دمایی، فشار عملیاتی سیستم، ترکیب درصد فازها و خلوص مورد نظر برای محصول بستگی دارد. MEA، از معمولترین آمینهایی است که سالهاست جهت جذب گازهای اسیدی از مخلوط گازی استفاده شده است. این ترکیب در مقایسه با دیگر آمینها بیشترین ظرفیت جذب (انتخابپذیری بالای کربن دیاکسید) گازهای اسیدی را دارد. در دسترسبودن، قیمت پایین، وزن مولکولی کم، ظرفیت جذب زیاد در غلظتهای متوسط، قلیاییت زیاد و سادگی احیا از مزایای دیگر آن میباشد.
مرحله چهارم: برج دفع
حلال جاذب غنیشده از کربن دیاکسید جهت آزادسازی گاز کربن دیاکسید در دمای بالای 90 درجه سانتیگراد به برج عاریسازی (یا دفع) هدایت میشود و تحت حرارت و دمای بالا، گاز کربن دیاکسید آزاد میشود و حلال عاریشده از گاز کربن دیاکسید جهت جذب دوباره گاز کربن دیاکسید، بعد از خنکسازی (توسط حلال غنیشده و آب خنککننده) به برج جذب انتقال مییابد. جهت بالا بردن دمای برج دفع، از دمای بالای گازهای احتراقی خروجی یا ریبویلر استفاده میگردد. این برج نیز شامل طبقاتی است که از پرکنها تشکیل شده است.
مرحله پایانی: خنکسازی و متراکمسازی
جریان گاز داغ غنیشده از کربن دیاکسید خروجی از برج دفع، جهت کاهش دما و جداسازی بخارات حلال جاذب (MEA) و بخار آب به کندانسور هدایت و در آنجا عمل تقطیر انجام میگیرد و بخارات بهصورت مایع به برج دفع برگشت داده میشوند. جهت تضمین عدم وجود بخارات حلال جاذب که وجود آن در گاز باعث بروز مشکلات در مراحل بعدی میشود، گاز کربن دیاکسید وارد سامانهای به نام بافر تانک میگردد که در این مخزن توسط نیروی گریز از مرکز قطرات مایع موجود در گاز به ته مخزن هدایت و ازآنجا به علت وجود احتمالی حلال جاذب در مایع تهنشین شده به بالای برج دفع پمپ میگردد.
بهعلاوه اینکه گاز خروجی از برج دفع با توجه به سیستم خلأ موجود در بافر تانک به داخل این محفظه مکش میگردد و بعد از انباشتگی و رسیدن به یک فشار و حجم مشخص توسط فن مکیده میشود. جهت تغلیظ بیشتر و یا مصارف صنایع غذایی و… در انتهای فرآیند ممکن است از فیلترهای کربن فعال برای حذف هرگونه آلودگی و بوی نامطبوع استفاده شود و نهایتاً گاز کربن دیاکسید در صورت نیاز متراکم و توسط سیستم تبرید مایعسازی میگردد و آماده ذخیرهسازی در تانکهای ذخیره میشود.
مزایای طراحی خط تولید گاز کربندیاکسید توسط شرکت OMS:
ویژگی |
مزیت |
طرحبندی انعطافپذیر | طراحی تجهیزات فشرده و استفاده از فضای موجود و پوشش انواع چیدمانهای مختلف که منجر به نصب سریع و آسان و کمهزینه میشود. |
مشعل | استفاده از مشعلهای قابلاعتماد و ایجاد شرایط برای احتراق کامل و پاک با بازدهی بالا |
سیستم گردش و تصفیه آب داخلی شستوشو دهنده | بهطورکلی باعث کاهش میزان آب مصرفی و سازگار با محیطزیست میشود. |
برجهای فرآیندی | امکان طراحی برجها برای تمام موقعیتها و ظرفیتهای موردنیاز |
سیستم انتقال سیالات | انتخاب و استفاده از بهینهترین پمپها و بلورها (در صورت نیاز کمپرسور هم استفاده میشود) با مصرف انرژی کم |
جنس تجهیزات | استفاده از متریالهای مقاوم در برابر خوردگی، زنگزدگی، شوک حرارتی و … |
اتاق کنترل | امکان طراحی اتاق مانیتورینگ با پیشرفتهترین سامانههای کنترلی دنیا |
مبدلهای حرارتی | استفاده از انتگراسیون حرارتی و تکنولوژی پینچ جهت استفاده از همه ظرفیت حرارتی سیستم و جلوگیری از هدر رفت انرژی |
حلالهای شستوشو | استفاده از حلالهای ابداعی شرکت با بالاترین قدرت جذب (بنا به درخواست مشتری) |
محیطزیست | طراحی فرآیند با درنظرگرفتن آخرین استانداردهای محیطزیستی |
طراحی فرآیند |
طراحی بهینه و بروز مهندسی با امکان افزایش ظرفیت فرآیند تولید |
شرکت اروم ماشین صنعت پیمان گستر، علاوه بر طراحی، ساخت و اجرای خط تولید گاز کربن دی اکسید؛ امکان انجام پروژههای کلید در دست خط تولید و جداسازی گازهای نیتروژن، اکسیژن و آرگون را داراست.
جداسازی N2، O2 و آرگون:
هوای موجود در اتمسفر کره زمین دارای 78.12 درصد حجمی نیتروژن و 20.95 درصد حجمی اکسیژن و 0.932 درصد آرگون است. نیتروژن، اکسیژن و آرگون بطورکامل از هوا بازیابی میشوند.
برای تولید این گازها سه روش عمده زیر وجود دارد:
غشا: دارای نفوذپذیری انتخابی میباشد و فقط نیتروژن را میتوان با این روش تا غلظت 99.5 درصد و ظرفیت 1000 مترمکعب بر ساعت تولید کرد.
جذب سطحی با تناوب فشار (PSA): تمایل جذب گازها به مایعات و جامدات در فشارهای بالاتر زیاد است. در این روش از این واقعیت استفاده میشود. جداسازی گاز نیتروژن و اکسیژن با استفاده از این روش میسر است و میتوان به غلظت 99.99 درصد و ظرفیت 5000 مترمکعب بر ساعت رسید.
کرایوژنیک: در این روش از تکنولوژیهای فرآیندی در دماهای بسیار پایین استفاده میشود. این روش نسبت به روشهای قبلی بسیار پیچیده میباشد ولی میتوان به درصدهای خلوص خیلی بالا مانند ppb (یک قسمت در میلیارد) نیز رسید. ظرفیت تولید نیز تا 400 هزار مترمکعب بر ساعت میرسد. این روش قادر به جداسازی گاز آرگون نیز میباشد.
خط تولید و جداسازی گازهای اکسیژن، نیتروژن و آرگون در شرکت اروم ماشین صنعت پیمان گستر، مشابه خط تولید گاز کربن دیاکسید بر اساس آخرین استانداردهای روز مهندسی طراحی میشود و دارای کنترلپذیری و راندمان بسیار بالا میباشد.
برای اطلاعات بیشتر در مورد مشاوره و طراحی خط تولید گاز کربن دیاکسید CO2 با کارشناسان تیم اروم ماشین صنعت پیمان گستر در ارتباط باشید.
مشاوره تخصصی طراحی خط تولید گاز کربن دیاکسید CO2
برای مشاوره تخصصی و ثبت سفارش خط تولید گاز کربن دیاکسید CO2 با واحد بازرگانی اروم ماشین صنعت پیمان گستر در ارتباط باشید.
ثبت سفارش: درخواست سفارش
شماره تماس: 09144847750
ایمیل: info@orummachine.com
آدرس کارخانه فاز ۱: ارومیه، ۳ کیلومتر جاده سلماس، جنب هلال احمر
آدرس کارخانه فاز ۲: ارومیه، ۳۰ کیلومتر جاده سلماس، شهرک صنعتی کریم آباد