اشتراک گذاری با دوستان
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp

 وضعیت: بسته

  شماره سند:

  تاریخ انتشار: ۱۳۹۹/۱۲/۱۳

  مهلت ارسال پیشنهاد: ۱۳۹۹/۱۲/۲۵

 فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

 تماس : ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳

  ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir/grant

ضرورت مسئله

امروزه در صنایع پتروشیمی، نیاز به آب به عنوان سیال اصلی در فرآیندهای صنعتی بیش از پیش احساس می‌شود. آب دریا دارای سدیم کلرید، مقادیر زیادی از میکرو ارگانیسم‌ها و مواد آلی است که می‌توانند موجب ایجاد مشکلاتی مانند رسوب در لوله‌ها و تجهیزات صنایع مذکور و کاهش راندمان شوند. البته این مشکل با افزودن ماده‌ای مانند سدیم هیپوکلریت (آب‌ژاول) به جریان آب رفع می‌شود. استفاده از روش الکترولیز آب دریا یکی از روش‌های قدیمی، اقتصادی و پرکاربرد جهت تولید سدیم هیپوکلریت می‌باشد و درحال حاضر نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. الکترولایزر شامل مجموعه‌ای از الکترودهاست که آب دریا از میان آنها عبور می‌کند. الکترولیز آب دریا درون الکترولایزر به وسیله اعمال جریان الکتریسیته، الکتروکلریناسیون نام دارد. طی این فرایند در آند، گاز کلر و در کاتد، هیدروکسید سدیم (NaOH) و هیدروژن تولید میشود. در نتیجه‌ی واکنش هیدروکسید سدیم و گاز کلر، محلول هیپوکلریت سدیم (NaClO) تشکیل می‌شود. به منظور افزایش تولید سدیم هیپوکلریت لازم است از دستگاه جداساز با عملکرد بهینه استفاده شود که در مقیاس کلان به کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری در کشور کمک می‌کند و همچنین موجب ارتقاء توانمندی صنعت آب و پتروشیمی در منطقه خواهد شد

مشروح مسئله تحقیقاتی

همانطوری که اشاره شد، از الکترولیز آب دریا برای تولید سدیم هیپوکلریت استفاده می‌شود اما تمرکز این مسئله تحقیقاتی بر روی این موضوع است که روی سطوح کاتد، گاز هیدروژن تولید می‌شود و این گاز باعث بوجود آمدن یک جریان دوفازی درون خط انتقال و الکترولایزرها می‌شود. به منظور افزایش سطح تماس سیال و الکترودها، باید گاز هیدورژن طی فرایند جداسازی مایع و گاز حذف گردد. مقدار بسیار کمی از گاز هیدروژن در مایع، محلول بوده و مابقی به‌صورت فاز گاز (فاز دوم) همراه با فاز مایع جریان دارد. از راه‌های جداسازی فاز گاز از مایع، استفاده از جداکننده سیـکـلونی در خط انتقال است که با توجه نامشخص بودن مکانیزم جداسازی دو فاز گاز و مایع، این شرکت قادر به طراحی جداساز نیست.

شکل (1): شمایی از یک شیر توپی و اجزای آن

شتاب‌دهنده متقاضی توانسته است به منظور جداسازی فاز گاز و مایع به سیکلون کوچک‌مقیاسی، متناسب با دستگاه الکترولیز کارخانه دست یابد، هرچند طراحی و ساخت جداساز متناسب با زیرساخت موجود به منظور پیاده‌سازی در این مجموعه نیازمند کارهای تحقیقاتی و علمی بیشتری می‌باشد. طراحی و شبیه‌سازی عملکرد جداساز از چالش‎هایی بوده که در تخصص این شتاب‌دهنده نیست و خدمات‎ داخلی نیز تا به امروز نتوانسته‎ استانداردهای موجود را اخذ نماید.

شکل (2): شمایی از یک شیر توپي با استم بالا رونده و نقشه سه‌بعدی آن

در مرحله اول این پروژه تحقیقاتی لازم است تیم تحقیقاتی بهترین جداساز با حداکثر بازدهی و حداقل حجم را از میان انواع مختلف دستگاه های موجود انتخاب کند. سپس پارامترهای موثر را به منظور طراحی جداساز مشخص نماید. در مرحله دوم باید اصول کارکرد این جداساز در نرم‌افزار پیاده‌سازی شود. در این مدل‌سازی ابتدا باید نمونه‌های واقعی مدل شوند و نتایج براساس داده‌های موجود صحت‌سنجی شوند. مدل‌سازی باید به‌طوری‌ باشد که به‌صورت بصری قابل درک باشد. در انتهای این پروژه تحقیقاتی انتظار می‌رود یک مدل بهینه جهت تست در شرایط عملیاتی مختلف و سایزهای متفاوت به طوری شبیه‌سازی شود که بتوان پایلوت آن را ساخت.

راه‌حل‌ها و پیشنهادهای غیرجذاب

به دلایل مختلف، راه‌حل‌ زیر جذاب و قابل‌پذیرش نیست:

  •  پیشنهاد استفاده از سیکلون‌های استوانه‌ای مورد قبول واقع نمی‌گردد مگر اینکه برتری در ساخت، حجم و راندمان داشته باشد.

خروجی‌های مورد انتظار تحقیق

  • طراحی و توسعه جداساز با حداکثر میزان جداسازی (بیشتر از 75 درصد) گاز هیدروژن و محلول سدیم هیپوکلریت

الزامات تحقیق

  • طراحی جداساز با حداقل جداسازی 75 درصد
  • دبی سیال مایع (آب دریا) 79.2 مترمکعب بر ساعت
  • دبی گاز (هیدروژن)؛ 25 متر مکعب بر ساعت
  • دما؛ 25 درجه سانتی گراد
  • فشار ورودی به جداکننده؛ 2 بار
  • حداکثر افت فشار مورد نظر در جداکننده؛ 0.5 بار
  • حجم و ابعاد تجهیز پیشنهادی؛ حداکثر ارتفاع 3 متر و قطر 2 متر

معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری

  • تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مسئله
  • رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مسئله
  • دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی و مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق
  • زمان و هزینه اجرای تحقیق

تسهیم مالکیت فکری

  • مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
  • مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شتاب‌دهنده‌ متقاضی، 35 درصد از منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری متعلق به شتاب‌دهنده‌ متقاضی بوده و 65 درصد از منافع مالی نیز به مجری تعلق خواهد گرفت.

روش ارسال پیشنهاد

پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 25 اسفند‌ماه 1399 در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir/grant ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیر از آن، یا به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.