بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله به بررسی انواع مختلف راکتورهای گازیساز مورد استفاده درفرآیند گازیسازی زیستتوده که عبارتند از راکتور گازیساز بستر ثابت، راکتورهای گازیساز بستر سیال، راکتور گازیساز جریان انتقالی و راکتور گازی ساز پلاسما پرداخته میشود و در نهایت آنها را با هم از دیدگاه پارامترهای مختلف نظیر میزان گازهایH2 ,CO درگازهای خروجی از راکتور، میزان CH4 و هیدروکربنهای سنگینتر در گازهای خروجی از راکتور، انعطافپذیری راکتورها در برابر افزایش فشار جهت فرآیند سنتز، میزان بازده گاز سرد درخروجی هر راکتور، انواع خوراک مورد استفاده در هر راکتور، مقیاسهای بهره برداری حال وآینده و همچنین از دیدگاه ظرفیت بهره برداری مقایسه میشوند تا بتوان از معیار درستی برای انتخاب راکتور گازی ساز مناسب در مقیاسهای صنعتی و بزرگتر با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی و اقتصادی موجود استفاده نمود.
-1 مقدمه
امروزه توسعه شگرف علم و فن آوری در جهان امروز ظاهرا آسایش و رفاه زندگی بشر را موجب شده است، لیکن این توسعه یافتگی، مایه بروز مشکلات تازهای نیز برای انسان ها شده است. با توجه به رشد بی رویه مصرف سوختهای فسیلی که در نهایت موجب به وجود آمدن اثرات مخرب زیست محیطی گوناگونی نظیر افزایش انتشار گازهای گلخانهای،تغییرات آب و هوایی، گرمایش زمین و .... میشود و همچنین محدودیت استفاده از این منابع انرژی، بشر را به این سو سوق میدهد که به دنبال یک منبع انرژی جایگزین مناسب برای سوختهای فسیلی باشد.
چراکه سوخت های فسیلی عمدتا سرمایههای ملی بوده ومصرف بی رویه آنها گاها زیانهای جبران ناپذیری را ایجاد میکند. منبع انرژی مناسب منبعی است که هم از لحاظ دسترسی نسبت به سوختهای فسیلی انعطاف پذیری بیشتری داشته باشد و هم آثار مخرب زیستمحیطی کمتری از خود به جای بگذارد. بر اساس آمارهای ارائه شده توسط دو شرکت 2IEA و3IPCC، تا سال 2050 میلادی ظرفیت استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر به شرح جدول 1 ارائه شده است.[1] همانطور که از جدول فوق نیز می توان استنباط کرد، زیست توده عمده ترین سهم مصرف را در میان منابع انرژی تجدیدپذیر داراست از اینرو در این مقاله نیز بررسی کلی تر پیرامون این منبع مهم انرژی صورت میپذیرد.
-1-1 زیست توده 4
به طور کلی زیست توده شامل تمامی موادی در طبیعت می شود که در گذشته نزدیک جاندار بوده یا از موجودات زنده به عملآمده اند و یا ضایعات، زائدات و یا فضولات آنها میباشند. بر اساس تقسیم بندی مورد قبول جهانی، منابع اصلی زیست توده عبارتند از: ضایعات کشاورزی و جنگلداری، فضولات دامی و حیوانی، ضایعات و زائدات صنعتی، فاضلابها و زباله های شهری و انسانی. انرژی زیست توده شامل انرژی تولیدی از کلیه ضایعات و زائدات حاصلاز موجودات زنده میباشد و بعد از انرژی خورشیدی بالاترین پتانسیل را داراست ودرحال حاضر با توجه به مزایای ویژهای نظیر مزایای اقتصادی، زیست محیطی، پراکندگی و دسترسی آسان، بالاترین سهم را در میان تجدیدپذیرها به خود اختصاص داده است.[2]
-1-2 گاز سنتز 5
مخلوطی از هیدروژن و منواکسیدکربن بوده که در فرآیندهای شیمیایی و متالورژی متعددی مورد استفاده قرار گرفته و به عنوان خوراک خام صنایع شیمیایی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.روش های متفاوتی برای تولید گاز سنتز در دسترس بوده که می توان آن ها را به صورت فرآیندهای پایه ای، ترکیبی و فرآیندهای پیشرفته تقسیم بندی نمود. فرآیندهای پایه ای به سه فرآیند ریفرمینگ بخار، اکسیداسیون جزئی وریفرمینگ دی اکسیدکربن اطلاق شده و فرآیندهای پیشرفته و ترکیبی در واقع ترکیب و یا بهبود این سه روش پایه ای هستند.[4 ,3] اما امروزه از گاز سنتز در چهار روش اصلی برای تولید سوخت مایع استفاده میشود که عبارتند از :[5]
· فرآیند سنتز فیشر-تروپش :6 فرآیندی شیمیایی و کاتالیستی که از سال 1920 به جهت تولید سوختهای مایع از گاز سنتز حاصل از زغال سنگ و گاز طبیعی مورد استفاده قرار گرفته است .[4]
· فرآیند سنتز متانول: 7 فرآیندی شیمیایی و کاتالیستی که اخیرا برای تولید متانول از گاز سنتز حاصل ازفرآیند تصحیح گاز طبیعی با استفاده از بخار و یاگاز سنتز حاصل از زغال مورد استفاده قرار میگیرد.[6]
· فرآیند سنتز مخلوط الکلها :8 فرآیندی شیمیایی و کاتالیستی که منجر به تولید مخلوطی از الکلها شامل متانول، اتانول، پروپانول، بوتانول و مقدار کمی از الکلهای سنگینتر میشود.[7]
· تخمیر گاز سنتز :9 یک فرآیند بیولوژیکی که با استفاده از میکروارگانیسم های بی هوازی به تخمیر گاز سنتز برای تولید اتانول یا سایر مواد شیمیایی میپردازد.[8]
