بخشی از مقاله
چکیده
با افزایش جمعیت شهرنشین و آلودگی زیست محیطی از یک طرف و کاهش ذخایر سوخت های فسیلی علاقه به جایگزین کردن سوخت های پاک و پایدار بیشتر می شود . تهیه سوخت از یک منبع پایدار و ارزان بسیار مهم است . در سیستم حمل و نقل در شهرها تولید آلودگی داریم و از طرفی گازهای گلخانه ای از زباله ها تولید می شود .دی متیل اتر یکی از سوخت های پاک با آلودگی بسیار کم می باشد . در این مقاله تولید دی متیل اتر از زباله شهر مورد بررسی قرار داده و میزان تولید این سوخت از زباله های شهر تهران را محاسبه کرده ایم . در تمام جوامع زباله تولید می شود و این طلایی کثیف می توان در جهت تولید سوخت پایدار استفاده کرد . یک نوع بازیافت برای توسعه و جلوگیری از محیط زیست می باشد .
در تهران روزانه 7700 تن زباله تولید می شود و از این زباله می توان 3080000 متر مکعب گاز متان برای تولید متانول استفاده کرد و سپس متانول را به دی متیل تبدیل کرد . با استفاده از روش استوکیومتری میزان تولید دی متیل اتر را محاسبه شده است . می توان از این سوخت برای اتوبوس های تندرو تهران استفاده کرد . در تهران 10 خط BRTدر نظر گرفته و 5 خط را در این مقاله بررسی شده است و در این خطوط 1118 اتوبوس دو کابین فعال هستند . میزان مصرف سوخت این اتوبوس ها برابر 335400 لیتر گازوئیل در روز می باشد . گاز متان تولید شده از زباله های شهر تهران را می توان برای تامین سوخت خطوط اتوبوس های تند رو استفاده کرد . با این روش سوخت پایدار تولید و تولید آلودگی را به صورت چشمگیر کاهش می دهیم .
کلید واژه : - DMA زباله شهری - بیوگاز - BRT
مقدمه
کشور ایران دارای منابع و ذخایر بزرگ انرژی است. در حال حاضر بیش از 85 میدان نفتی کشف شده در کشور وجود دارد و از لحاظ ذخایر گازی، ایران دومین مقام را در میان کشورهای جهان دارد. ذخایر گازی باقیمانده در ایران در حدود 2616 تریلیون متر مکعب تخمین زده شده است. منابع دیگر انرژی مانند ذغال سنگ و… نیز در کشور به میزان قابل توجهی وجوددارد. روند موجود رشد بی رویه مصرف انرژی در کشور، ایران را از یک کشور صادر کننده انرژی به یک کشور وارد کننده تا قبل از افق 1400 تبدیل خواهد نمود. برای مقابله با این تهدید، اجرای راه کارهای بهینه سازی انرژی و اصلاح الگوی مصرف انرژی ضروری است. در دنیای امروزی وجود انرژی یکی از ارکان اساسی رشد و پیشرفت جوامع است.
در دورانی که انرژی های فسیلی رو به کاهش گذاشته و در آینده ای نزدیک اتمام آنها را پیش رو داریم استفاده از انرژی های تجدید پذیر بسیار حیاتی است. مشکل انرژی امروزه یکی از مشکلات اساسیتمامی کشورهای جهان بخصوص کشورهای در حال توسعه می باشد. سوخت رسانی به روستاهای دور افتاده حتی در کشوری مانند ایران که منابع غنی انرژی را در اخنیار دارد بسیار مشکل و هزینه بر می باشد. استفاده از انرژی های تجدید پذیر و محلی یکی از راه حلهایی می باشد که امروزه پیشنهاد می گردد.DME یکی از این انرژی های تجدید پذیر می باشدکه از بیوگاز2 می توان تولید کرد که علاوه بر تولید انرژی باعث ایجاد کودهای کشاورزی و افزایش سطح بهداشت عمومی جامعه و کنترل بیماریها می شود و یک راه حل مناسب برای دفع مواد زائد جامد می باشد.
فاضلاب و مواد زائد جامدی که توسط صنایع و جوامع تولید می گردد باعث آلودگی شدید محیط می شود که می توان با استحصال بیوگاز خطرات ناشی از این مواد را به شدت کاهش داد و از انرژی و کود تولیدی نیز استفاده نمود.DME می تواند ما را در مواجهه با این مشکلات زیست محیطی وسوخت یاری دهد . منافع زیست محیطی سیستمهای بیوگاز فراتر از سیستمهای تصفیه مرسومی است که تاکنون مورد استفاده قرار می گرفتند. این منافع زیست محیطی شامل کنترل بو ، بهبود کیفیت آب و هوا ، بهبود ارزش غذایی کود تولیدی ، کاهش میزان انتشار گازهای گلخانه ای،کاهش مصرف سوخت های فسیلی و دست یابی به DME به عنوان یک منبع انرژی می باشد.تولید DME می تواند سوختی جایگزین برای حمل ونقل درون شهری وبین شهری باشد.
- - 1 دی متیل اتر - DME - چیست؟
دیمتیلاتر مولکول ساده اتر به فرمول CH3-O-CH3 میباشد. این ماده را میتوان مانندLPG به کار برد.اشتعال این ماده نیز مانند گاز طبیعی است. در این ماده مقدار NO2 و مشتقات سولفور بسیار پایین میباشد و کمتر از ppm 15 است. این نشانگر مزیتهای زیستمحیطی DME است و بهعبارتی حالت دوستی با محیط زیست دارد و با H2O و CO2 واکنش نشان میدهد.
-1-1دی متیل در صنعت
مدت هاست وتا سال 1975 این ماده در صنعت به عنوان یک محصول جانبی در تولید فشار بالا متانول به دست می آید.به طوری که 3 الی 5 درصد وزنی متانول تولید شد را دی متیل اتر تشکیل می داد وبا تقطیر متانول خام دی متیل اتر باز یابی می شد.در 30 سال گذشته تحقیقات زیادی توسط اشخاص وکمپانی های زایادی در سطح جهانی در رابطه با سنتز یئث صورت گرفته است.اما هنوز این تحقیقات به پایان نرسیده وهر روزه شاهد ارائه شدن نظری جدید وبهتر در این زمینه هستیم.لازم به ذکر است که در ایران تنها عشرکت پژوهش وفناوری پتروشیمی در چند سال اخیر پا به این عرصه گذارده است ودر مقوله سنتز DME پیشتاز است.
DMEیا دی متیل اتر می تواند محصول باشد که قادر است چندین مشکل را بر طرف کند.دی متیل اتر یک سوخت پاک بوده که اشتعال واحتراق پاکیزه تری نسبت به دیزل داشته چون در اثر احتراق،نه تولید انواع اکسید ازت می کند ونه تولید دوده.هنگامی که دی متیل اتر را از بیوگاز یا ضایعات ارگانیک به دست می آورند،میزان تولید دی اکسید کربن آن 95 درصد کمتر از گازوئیل وموتورهای دیزلی است وذاتا فاقد گوگرد یا سولفور بوده وشباهت زیادی به گاز پروپان داشته،لذا نیاز به فشار بالا ندارد.دی متیل اتر را می توانید تحت فشار75 پاوند بر اینچ مربع ذخیره سازی کنید - درمقایسه با 3600 پاوند بر اینچ برای ذخیره سازی گاز طبیعی فشرده - ویا آن را در سرما ذخیره کنید.
برخلاف سوخت های فسیلی که پایه همه آنها نفت خام است،دی متیل اتر می تواند از هر چیزی که دارای متان است،تولید شود که عبارتنداز گاز طبیعی یا منابع توده های زیستی مانند فاضلاب،ضایعات گیاهی،گازهایی که در اثر دفن زباله تولید می2 بیوگاز به گازهای تولید شده در اثر تخمیر و تجزیهی بیهوازی مواد آلی بوسیلهی باکتریهای بیهوازی بهویژه متانزا که در یک محفظهی تخمیر بهوجود میآیند، گفته میشود.شوند وبالاخره محصولات جنبی حیوان.منابع با پتانسیل بالایی برای تولید دی متیل اتر وجود دارد و می توان آن را یک سوخت پایدار دانست چون تا زمانی که حیوانات وجانوران تولید مدفوع می کنند،منبع مطمئنی برای این سوخت وجود دارد.
از دیگر مزایایی این سوخت این است که سمی نبوده ووسرطان زا نیست وحمل ونقل وانبار کردن آن ایمن است.در حال حاضر کمپانی هایی وجود دارند که می توانند ضایعات مزارع کشاورزی را تبدیل به سوخت کنند.بزرگترین عاملی که تا کنون مانع از جایگزین شدن دی متیل اتر به عنوان یک سوخت شده،هزینه های بالای ایجاد زیر ساخت توزیع وفروش وشبکه آن در سطح کشور ها بوده است.شرکت OBERON FUELSدر شهر سانتیاگوی ایالت کالیفرنیا برای این منظور راه حلی پیدا کرده وآن تامین سوخت مورد نیاز به صورت منطقه ای است وبدین منظور واحدهای تولیدی مدولار کوچکتر که می توانند سوخت DMEبرای منطقه محدودی را تولید کنند،در نقاط مختلف نصب می شوند.یک ایستگاه از این نوع می تواند ضایعات چندین مزرعه کشاورزی را مورد استفاده قرار دهد.
نظر به اینکه برای تولید متانول3 وتبدیل آن به سوخت منابع زیادی وجود دارد،لذا هر جا تولید شود دارای کیفیت یکسانی بوده ومی تواند تولید پایداری باشد.شرکت oberon درحال حاضر مشغول مطالعه وکار وری ایجاد اولین مرکز تولید در مقیاس کوچک در یکی از نقاط کالیفرنیاست.از دیگر اقدامات شرکت مذکور تولید DMEاز بیوگاز تولیدی در فروشگاه های زنجیره ای به نام SAFEWHY در ایالات متحده است.انتظار می رود بعد از ایجاد زیر ساخت ، قیمت سوختی که بدین ترتیب می شود،قابل مقایسه با قیمت گازوئیل در ایالات متحده باشد. ایده تولید DMEیک ایده جدید نیست،چون مدت هاست در کشورهای در حال توسعه با همراه کردن آن با گاز پروپان برایس پخت غذا مورد استفاده قرار می گیرد.علاوه بر ان به عنوان اسپری برای افرادی که دچار بیماری آسم ویا سایر بیماری های تنفسی هستند کارایی دارد .کمپانی ولوو تا کنون موفق شده که خودروهایی با قابلیت استفاده از DMEتولید کند که مسافتی معادل یک میلیون کیلومتر را به عنوان آزمایش وبررسی طی کزده اند واز نتایج وعملکرد آنهابسیار راضی بوده است.میزان این رضایت به حدی بوده که کمپانی ولوو اعلام کرده که ابتدای سال 2015 تعداد محدودی از خودروهای DMEسوز را تولید خواهد کرد .
DME -2-1را می توان از منابع مختلف تولید کرد که از جمله آنها عبارتنداز:
ضایعات حیوانی،بیوگاز،مواد گیاهی واصولا هر چیزی که در خود دارای گاز متان باشد.ابتدا متان واکسیژن را تبدیل به نوعی گاز واسطه ای وسپس تبدیل به متانول می کردند وسپس متانول طی یبک فرآیند از دو کاتالیست یا مبدل تشکیل شده ،آب گیری شده وتولید یئث وآب می کند.هریک از واحدهای تولیدیOBERONکه به صورت منطقه ای فعالیت خواهند کرد،قادرند روزانه بین 3هزار تا 10هزار گالن سوخت DMEتولید کنند.
-3-1 کاربردها DME
DME -1جایگزینLPG
دی متیل اتر از نظر خواص فیزیکی مانند است وبه این لحاظ با ایجاد تغییرات کوچکی در سامانه های نگه داری واستفاده از3 متانول یا متیل الکل یا الکل متیلیک یا الکل چوب که سادهترین نوع الکلهاست با فرمول شیمیاییOH 3 CHشناخته میشود.
