تامین انرژی ایمن، پاک و ارزان با تولید هیتر تابشی نانوکاتالیستی

شرکت به فرآوران نوین آریا سرمد موفق به تولید هیتر تابشی حاوی نانوذرات کاتالیستی در مقیاس تجاری شد. هدف از تولید این محصول بهره‌گیری از فناوری احتراق بدون شعله و در دمای پایین با استفاده از نانوکاتالیست برای تأمین انرژی ایمن، پاک و ارزان بوده است.
  • 1396/08/17
  • 422

در هیتر‌های تابشی کاتالیستی با بهره‌گیری از پدیده احتراق کاتالیستی، سوخت‌هایی نظیر گاز طبیعی، پروپان و بوتان در دمای پایین، بدون تشکیل شعله، بدون تولید آلاینده‌های NOx و با ایمنی بالا، در یک لایه حاوی نانوذرات کاتالیست با اکسیژن واکنش می‌دهند که حاصل این واکنش، دی‌اکسیدکربن، بخار آب و انرژی تابشی مادون قرمز ساطع شده از سطح هیتر جهت استفاده در کاربردهای گرمایشی است. 

 
از این هیتر‌ها به دلیل حذف شعله، می‌توان در برخی صنایع پر خطر نظیر نفت و گاز که امکان استفاده از سیستم‌های مرسوم با حضور شعله وجود ندارد، بهره جست.
 
استفاده از نانوکاتالیست‌ها در این محصول موجب شده سطح انرژی فعال‌سازی واکنش احتراق و همچنین دمای آن کاهش یافته و از آن‌جا که احتراق بدون تشکیل شعله انجام می‌پذیرد ایمنی این سیستم‌ها نیز بسیار ارتقا یابد. همچنین به‌دلیل استفاده از نانوکاتالیست‌ها فرآیند واکنش به‌صورت کامل انجام شده و آلاینده‌های زیست محیطی تولید نمی‌شوند و به همین دلیل این نوع گرمکن‌ها به‌عنوان سیستم‌های دوستدار محیط‌زیست شناخته شده‌اند.
 
انجام احتراق به‌صورت کامل و عدم‌آلایندگی این دستگاه‌ها، آنها را بی‌نیاز از دودکش ساخته و علاوه بر سهولت نصب و کاربری، موجب بهینه‌سازی مصرف انرژی می‌شود. 
 
نتایج آنالیزهای نانویی نشان می‌دهد که علت وجود این خواص منحصربه‌فرد، وجود نانوکاتالیست‌هایی با ابعادی حدود ۵۰ نانومتر و سوختن گاز طبیعی بر روی آن است. این نانوکاتالیست‌ها که بر روی یک پایه الیاف‌مانند قرار می‌گیرند، سطوح فعال واکنشی را به‌وجود می‌آورند.
 
نتایج حاصل از تست این محصول نشان می‌دهد که هیترهای تابشی کاتالیستی می‌توانند گاز طبیعی و گاز مایع را در محدوده دمایی ۴۰۰-۵۰۰ درجه سانتیگراد و بدون تشکیل هرگونه شعله‌ای بسوزانند. 
 
به دلیل احتراق کامل سوخت، راندمان عملکرد این سیستم‌ها در شرایط عادی بالای ۹۵ درصد بوده و حدود ۸۰% از گاز ورودی به پنل، تبدیل به انرژی تابشی شده و مابقی گرما از طریق هدایت یا جابجایی به محیط اطراف هیتر منتقل می‌شود.
 
این هیترها در دو مدل ساده (با ظرفیت حدود ۲ تا ۲۳ کیلووات) و فن‌دار (با ظرفیت حدود ۵ تا ۵۰ کیلووات) تولید و عرضه می‌شوند و شار حرارتی ساطع شده در نمونه‌های ساده و فن‌دار به ترتیب حدود ۲۰ و ۴۰ کیلووات بر مترمربع است. در هیترهای کاتالیستی فن‌دار، مکانیزم جابجایی علاوه بر مکانیزم تابش، به انتقال حرارت بیشتر کمک می‌کند.
 
صنایع نفت و گاز (پیش گرمایش سیالات فرآیندی، گرمایش موضعی تجهیزات ابزار دقیق و ...)، کوره‌های رنگ‌آمیزی (چوب، پلاستیک، فلز با ۸۰% کاهش مصرف انرژی)، کوره‌های عملیاتی حرارتی، کوره‌های پوشش‌دهی، خشک‌‌کن‌ها (کاشی، چوب، کاغذ، پارچه و چرم و ...)، صنایع غذایی (خشک کردن برنج، خشکبار، گندم، چای، سیفی‌جات، میوه و ...) و گرمایش ساکن و سیار در سوله‌ها، کارگاه‌ها، گلخانه‌ها، مرغداری‌ها، کاروان‌ها و منازل مسکونی از موارد کاربرد این محصول است.
 
استفاده از هیترهای تابشی کاتالیستی در صنایع مختلف، مزایای گوناگونی را در آن کاربردها به همراه دارد. به‌عنوان مثال استفاده از این هیترها در صنعت رنگ، می‌تواند فرآیند خشک کردن را تا سه برابر سریع‌تر کرده و طول کوره‌های رنگ را تا یک سوم کوتاه کند. این مسئله باعث کاهش بیش از پیش مصرف سوخت و صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود. 
 
به‌طور کلی مزایای این محصول را می‌توان در ایمنی بالا به‌دلیل حذف شعله، آلایندگی کم به‌دلیل عدم‌وجود آلاینده NOx و تولید CO بسیار پایین، راندمان بالا به‌دلیل احتراق کامل گاز طبیعی، کارکرد آرام و نیاز کمتر به تعمیرات به دلیل عدم‌وجود قطعات دوار و آغاز به کار سریع کوره‌های کاتالیستی دانست.
 
شرکت به فرآوران نوین آریا سرمد، یک شرکت دانش‌بنیان است که در سال ۱۳۸۹ به ثبت رسیده و در سال ۱۳۹۶ موفق به دریافت مجوز دانش بنیان تولیدی از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری شده است. 
 
هسته اصلی این شرکت اعضای هیئت علمی و دانشجویان دکتری دانشکده مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران بوده که کار تحقیق و توسعه بر روی هیترهای کاتالیستی را از بدو تأسیس پیگیری نموده و پس از چهار سال تلاش مداوم چندین گروه تحقیقاتی، در سال ۱۳۹۳ موفق به تدوین و بومی‌سازی دانش فنی طراحی و ساخت هیترهای کاتالیستی برای اولین بار در ایران و خاورمیانه شده است. 
 
این محصول در شهریورماه ۹۵ پس از طی فرآیند کامل ارزیابی، موفق به دریافت گواهینامه نانومقیاس آزمایشی از ستاد توسعه فناوری نانو شده و در حال حاضر و پس از طی شدن یکسال دوره آزمایشی و تحقق فروش در حجم بالا، گواهینامه نانومقیاس به این محصول اعطا شده است.
 
به واسطه تولید این محصول که پیش‌بینی می‌شود حدودا تعداد ۱۵۰ دستگاه از آن در سال تولید شده و به فروش رسد، تاکنون برای هفت نفر به‌طور مستقیم و پنج نفر به‌طور غیرمستقیم اشغال‌زایی صورت گرفت است.
 
شرکت آریا سرمد در حال حاضر در حوزه‌های مختلف اقدام به بازاریابی و فروش محصول کرده که به عنوان نمونه می‌توان به شرکت گاز استان تهران، شرکت گاز استان سمنان، شرکت‌های ماموت، زرماکارون، کاشی پارس، پوشش لوله سلفچگان، پتروشیمی بیستون و ... اشاره کرد. 
 
این شرکت هم اکنون در حال برنامه‌ریزی برای توسعه بازار صادراتی و صادرات به کشورهای منطقه است.
 
بنا به اعلام شرکت به فرآوران نوین آریا سرمد این شرکت در روند تولید و عرضه این محصول از برخی خدمات و پشتیبانی‌های ستاد توسعه فناوری نانو همچون مشاوره، گرنت شبکه آزمایشگاهی، تهیه و به روزرسانی طرح کسب‌وکار و گزارش ارزش‌گذاری، تسهیلات سرمایه در گردش و حمایت از حضور در نمایشگاه‌های داخلی و خارجی برخوردار بوده است.