تمت مناقشة اطروحة الدكتوراه للطالبة فرح عادل ياسين في قسم الهندسة الكيمياوية عن البحث الموسوم
“Renewable Energy from Pressure Retarded Osmotic Power with Regeneration of Draw Solution”
في يوم الخميس الموافق 14-1-2021 وبأشراف الاستاذ الدكتور أحمد فائق حسن والاستاذ الدكتور عادل عبيد شريف
وقد تشكلت لجنة المناقشة من السادة :
- أ.د. حسن فرهود مكي جامعة بغداد/ كلية الهندسة رئيساً
- أ.د. بسمة عباس عبد المجيد جامعة بغداد/ كلية الهندسة عضواً
- أ.م.د. نغم عبيد كريم الجامعة المستنصرية/ كلية الهندسة عضواً
- أ.م.د. اسرار عبد الله حسن جامعة بغداد/ كلية الهندسة عضواً
- أ.م.د. سرمد طالب نجم جامعة النهرين/ كلية الهندسة عضواً
- أ.د. أحمد فائق حسن جامعة بغداد/ كلية الهندسة مشرفاً
- أ.د. عادل عبيد شريف جامعة سري – بريطانيا مشرفاً
وبعد امتحان لجنة المناقشة للطالبة في محتويات الاطروحة قررت اللجنة منح الطالبة شهادة الدكتوراه وبتقدير امتياز.
تناول البحث :
تُعد الحاجة إلى استخدام الطاقة النظيفة أمرًا ضروريًا بسبب العديد من المشاكل مثل التلوث البيئي والاحتباس الحراري. تَستخدم عملية تناضح الضغط المُثبَّط ذات الحلقة المغلقة (CL-PRO) غشاءً شبه نفاذ لتوليد الطاقة المتجددة من الطاقة التناضحية دون أن يكون لها أي آثار ضارة على الطبيعة.
تم استخدام نظام مختبري لتقييم أداء عملية CL-PRO بأستخدام وحدة الألياف المجوفة CTA-HF المصنوعة من السليلوز ثلاثي الأسيتات. تم فحص إمكانية استخدام ملح إيثيلين ثنائي الأمين رباعي حمض الخليك ثنائي الصوديوم (EDTA-2Na) عالي الشحنة كمحلول سحب لأول مرة في عملية PRO ، وتمت مقارنة أدائه مع محلول سحب كلوريد الصوديوم غير العضوي (NaCl). الظروف التشغيلية التي تمت دراستها هي: فرق الضغط الهيدروليكي (0 – 8 بار)، تركيز محلول اللقيم (0.25 – 10 غم/لتر)، تركيز محلول السحب (0.1 – 0.5 مولاري)، درجة حرارة التشغيل (25 ، 35 درجة مئوية)، معدل تدفق محلول السحب (1 ، 2 لتر/دقيقة)، و اتجاه الغشاء. تم فحص تأثير هذه الظروف التشغيلية على تدفق الماء وكثافة الطاقة . لكل من EDTA-2Na و NaCl, وجِد أن كثافة الطاقة تزداد بشكل ملحوظ مع زيادة تركيز محلول السحب و درجة حرارة التشغيل، بينما تزداد قليلاً مع زيادة معدل تدفق محلول السحب , وتقل مع زيادة تركيز محلول اللقيم.
تَم إثبات ملح EDTA-2Na كمحلول سحب ممتاز في عملية CL-PRO نظرًا لارتفاع ضغطه التناضحي مع انخفاض تدفق الملح العكسي. أعطى محلول السحب EDTA-2Na كثافة طاقة أعلى وتدفُق ملح عكسي أقل بشكل ملحوظ بالمقارنة مع NaCl. أقصى كثافة طاقة تم الوصول إليها عملياً كانت 1.703 واط / م2 لمحلول السحب EDTA-2Na و0.999 واط / م2 لمحلول السحب NaCl, على التوالي ، عند فرق ضغط مطبق 8 بار. كان تَدَفُق الماء المقابل هو 7.661 لتر\م2.ساعة لـمحلول السحب EDTA-2Na و 4.496 لتر\م2.ساعة لمحلول السحب NaCl. كان تدفق الملح العكسي هو5.766 غم\م2.ساعة لمحلول السحب NaCl بينما كان فقط 0.665 غم\م2.ساعة لمحلول السحب EDTA-2Na . تم إعادة تنشيط محلول السحب المخفف الناتج من عملية CL-PRO إلى تركيزه الابتدائي بعملية اقتصادية باستخدام جهاز التقطير الشمسي. تم إجراء تجارب إعادة التنشيط في مدينة بغداد (أغسطس وسبتمبر) خلال ساعات النهار 8:00 ص – 14:00 م. كانت أقصى درجة حرارة لمحلول السحب المخفف داخل جهاز التقطير الشمسي هي 65 درجة مئوية في أغسطس في الساعة الواحدة ظهراً. تمت إعادة تركيز محلول السحب المخفف EDTA-2Na (0.096 مولاري) إلى تركيزه الابتدائي (0.1 مولاري) في غضون ساعتين تقريبًا ، بينما تمت إعادة تركيز0.381 مولاري EDTA-2Na إلى تركيزه الابتدائي (0.5 مولاري) خلال حوالي 5 ساعات وربع (في أغسطس).
تم تطوير نموذج رياضي لوحدة CTA-HF للتنبؤ بقيم و النظرية. هناك توافق جيد بين النتائج العملية والقيم التي تم الحصول عليها من النموذج الرياضي. تراوحت دقة الاتفاق بين النتائج العملية و النظرية من 85 – 94٪ لـمحلول السحب NaCl بينما تراوحت بين 78 – 89٪ لـمحلول السحب EDTA-2Na عند استخدام محلول سحب بتركيز 0.5 مولاري. المعادلة التي تم اشتقاقها لحساب كثافة الطاقة
