گاز R141B  را در دسته گازهای مبرد و به عنوان یک گاز خنک کننده میشناسند. اما کاربرد عجیبی برای این گاز وجود دارد. شیرین سازی آب دریا! روش های متنوعی برای شیرین سازی آب دریا پیشنهاد شده است که به طور کلی این روش ها را می توان به سه روش عمده فیزیکی،گرمایی و شیمیایی تقیسم بندی کرد. یک دسته از این روش ها، روش های کریستالیزاسیون(تبلور) هستند. این فرایند ها بر اساس تغییر فاز مایع به جامد که با یک فرایند فیزیکی به هم پیوسته هستند، بر جدا کردن جامد از فاز مایع باقیمانده استوار است. این فرآیند می تواند شامل نمک زدایی انجمادی و نیز فرایند های هیدارات گازی باشد. زمانی که آب شور منجمد می شود کریستال های یخ از محلول آب شور جدا شده و نمک و مواد معدنی را در آبی با شوری زیاد باقی می ماند . این فرآیند سبب جداسازی آب از نمک و املاح دیگر می شود. فرآیند انجماد هیدرات گازی R141b می تواند بسیار شبیه به فرآیند انجماد تماس مستقیم با به کارگیری ماده خنک کننده ی ثانویه فرض شود. در مقطع انجماد گاز و آب، با یک دیگر مخلوط شده و گاز R141b سبب جدا سازی کریستال های یخ از آب شور می شود سپس کریستال های یخ شسته و ذوب میگردند. در واقع این گاز سبب دو فاز شدن آب شده و یخ ها که دارای آب خالص هستند را از آب با غلظت شوری بسیار بالا جدا می کنند. در مرحله آخر گاز از آب باقی ماند تبخیر و بازیافت می شود.

انتخاب ماده مناسب برای تشکیل هیدرات گازی

در حین تشکیل هیدرات گازی، نمک ها و ناخالصی های حل شده در آب در ساختار هیدرات گازی قرار نمی گیرند و ملکول های آب به صورت خالص در تشکیل هیدرات گازی شرکت می کنند، از این نقطه نظر استفاده از هیدرات برای شیرین سازی پیشنهاد شده است. انواع مختلفی هیدرات گازی در جهان به طور طبیعی شکل گرفته اند. تعداد بسیار زیادی تشکیل دهنده هیدرات گازی وجود داردکه در دما و فشار متعددی در هر دو نوع مایع و گاز، هر دو نوع آلی و غیر آلی با درجات مختلف از سمی بودن، غیر قابل اشتعال و سایر خصوصیات تشکیل می شوند. یک مساله مهم ارزیابی این تعداد تشکیل دهنده برای تناسب آنها با نیاز است.
ضوابطی برای تعریف خصوصیات مطلوب تشکیل دهنده های مناسب برای فرآیند شیرین سازی مطرح شده است که عبارتند از: قابلیت پذیرش در محیط، غیر سمی بودن، غیر قابل اشتعال، پایداری، هزینه پایین، دمای تبدیل مناسب، و در دسترس بودن در مقادیر تجاری؛
شرکت تسی تحقیقات خود را برای تعیین این که کدام یک از مواد برای نمک زدایی مناسب است مورد بازبینی قرار داد. تعداد زیادی عامل تشکیل دهنده هیدرات وجود دارد که می توانند برای فرآیند نمک زدایی مورد استفاده قرار گیرند. تعدادی از ترکیبات تشکیل دهنده ی هیدرات برای نمک زدایی شامل CO2، R141B(CH3CCI2F)، R142b(CH3CCI2F)، R152a(CH3CHF2)، R22(CHCIF2)، (C3H6)، R31(CH2CIF)، متیل کلرید و کلرین هستند.
از میان مواد ارائه شده، سه مورد R141b ، CO2 و R22 برای بررسی های بیشتر انتخاب شده است. گاز R141b به عنوان بهترین گزینه برای نمک زدایی از اقیانوس های عمیق که دمای آب آنها کمتر از 7.2 درجه سلسیسوس است، پیشنهاد می شود. بر اساس تحقیقات شرکت تسی این تشکیل دهنده، کم هزینه ترین آب خالص را تولید می کند. همچنین دی اکسید کربن (CO2) نیز به عنوان تشکیل دهنده بررسی شده است اما به علت نیاز به فشار بالا برای تشکیل هیدرات گازی، استفاده از آن مقرون به صرفه نیست. شرکت تسی آزمایش ها زیادی بر روی گاز R141b انجام داده که نتایج آزمایش های مربوطه به میزان سختی آب و تکرار پذیری نشان داد که این ماده تشکیل دهنده ی مناسبی است. اگر چه تشکیل دهنده هیدرات گازی R22 کمتر مورد توجه بوده است، اما بررسی ها نشان می دهند که برای استفاده در آب ها گرم مانند دریای و خلیج فارس مناسب است. هزینه آب خالص تولید شده در فرآیند شامل R22 به علت فشار تشکیل بالاتر این ماده بیشتر خواهد بود. سهولت استفاده از دی اکسید کربن به عنوان تشکیل دهنده هیدرات گازی برای کاهش هزینه های خالص سازی آب مورد توجه قرار گرفته است. به دلیل وجود این ماده در اعماق اقیانوس ها، می توان این ماده را برای فرآیند شیرین سازی قابل قبول دانست. همچنین می توان دی اکسید کربن را از منابع صنعتی تهیه و به عمق اقیانوس ها تزریق کرد.

فرآیند شیرن سازی با کمک هیدرات گاز R141b

این فرآیند توسط مک کورومک و همکارانشان به منظور شیرین سازی آب دریا در سال 1995 مطرح شد. ماده تشکیل دهنده هیدرات گازی در این مقاله گاز R141b است. روش کلی فرایند به مراحل زیر تقسیم می شود.
1- تشکیل کریستال هیدرات گازی در عمق 610 متری
2- جداسازی کریستال ها و آب نمک
3- ذوب کریستال ها و جدا سازی آب خالص از تشکیل دهنده هیدرات گازی
4- حذف و بازیافت تشکیل دهنده از آب خالص
5- خلوص آب و ذخیره سازی آن
6- تخلیه آب شور
در شکل فلوچارت فرآیند شیرین سازی آب شور به وسیله هیدرات گازی نشان داده شده است.

نتیجه گیری

در این مقاله یکی از کاربردهای مهم گاز R141B مبنی بر شیرین سازی آب شور مطرح شد. با توجه به نیاز روز افزون بشر به آب شرین گاز R141B می تواند یکی از مهمترین مواد صنعتی در آینده باشد. که در این مقاله شیوه استفاده از آن در نمکزدایی شرح داده شد.