ساخت غشا زئولیتی Wبرای خالص سازی گاز SF6

گاز SF6 ، به سبب خواص عالی به عنوان يك ماده عايق در تجهيزات فشار قوي و در سطوح ولتاژ بالا، آتش خاموش كن در كليد هاي فشار قوي، عايق در پست هاي سر بسته گازي از نوع GIS، كابل هاي و خطوط لوله انتقال انرژي الكتريكي، ترانسفورماتورها، خازن هاي اندازه گيري براي ولتاژهاي بالا، ژنراتورهاي الكترو استاتيكي، دستگاه هاي اشعه ايكس، برقگيرها و نيز در صنايع ريخته گري (براي جلوگيري از نفوذ هوا) و صنايع شيشه سازي مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه SF6 خالص به لحاظ شيميايي خنثي مي باشد، اما در عين حال يك گاز گلخانه اي قوي با يك شبكه مولكولي است كه خواص آن در شرايط گرما، بسيار فراتر از دي اكسيد كربن مي باشد. وجود بعضي از ناخالصي ها مانند هوا در گاز هگزافولورايد باعث افزايش رسانايي الکتريکي گاز شده و درنتيجه کارايي اصلي گاز کاهش مي يابد. بنابراين بازيابي گاز استفاده شده در تجهيزات الکتريکي هم از لحاظ محيط زيستي و هم از لحاظ حفظ يک ماده با ارزش که کمتر از 10 توليد کننده دارد قابل توجيه و امري ضروري است. برای خالص سازی این گاز روش های مختلفی وجود دارد که از آن جمله می توان به اين فرآيندهای مايع سازي در فشار پايين، فيلتر - اسکرابر ، جاذب هاي زئوليتي، فتوليز ، پيروايز ، اسکرابر گازي اشاره نمود که در تمام روش های فوق به علت نشت گاز به هوا از نظر محیط زیستی مشکلاتی وجود دارد و همچنین برای خالص سازی گاز، سیستم باید بطور موقت از مدار خارج شده تا گاز آلوده را از مخزن خارج شود. از این رو باید فرآیندی را برای این کار انتخاب نمود که میزان نشت گاز در آن بسیار پایین یا حتی صفر باشد و بصورت پیوسته عمل نماید. می توان بیان داشت که فرآیند غشایی از جمله این فرآیندها می باشد که این ویژگی ها را (میزان نشت گاز SF6 کم یا صفر و عمل کرد پیوسته) دارا است. انواع مختلف غشا را برای این کار می توان انتخاب نمود. اما از آنجا که به دنبال دبی زیاد گاز یا خالص سازی سریع گاز SF6 و عملکرد غشا در فشار بالا می باشیم، باید از غشا سرامیکی (زئولیتی) که دارای پايداري شيميايي و حرارتي بيشتر، تحمل فشارهاي عملياتي بالاتر، طول عمر بيشتر، تميز كردن آسانتر و مقاومت مكانيكي بيشتر نسبت به غشاهاي آلي است، استفاده شود. انواع مختلف غشا زئولیتی را می توان برای این کار استفاده نمود. از آنجایی که اندازه مولکول اکسیژن، نیتروژن و SF6 به ترتیب عبارتند از 0.34، 0.35 و 0.55 نانو متر، زئولیت W برای این نوع غشا زئولیتی انتخاب گردید. زئولیت W از خانواده میرلینویت با اندازه حفرات سه بعدی 0.35×0.31، 0.36×0.27، 0.34×0.51 نانومتر می باشد که اندازه حفرات آن بین انداز مولکول اکسیژن، نیتروژن و SF6 قرار دارد. در این پژوهش غشا زئولیتی W به روش هیدروترمال سنتز شد و با استفاده از تست تراوش گاز و SEM مورد ارزیابی قرار گرفت. درنتیجه غشا زئولیتی W با ضریب جداسازی ایده آل 20.1 برای خالص سازی گاز SF6 (جداسازی اکسیژن، نیتروژن از SF6) بدست آمد.