بخشی از مقاله
خلاصه
در این تحقیق به کوپلینگ سیستم گازیسازی با سیکل تولید توان بخار پرداختهشده است. سیکل سیستم گازیسازی و سیکل تولید توان، هردو در نرمافزار Aspen Plus شبیهسازی شدهاند. گاز سنتز خروجی از سیستم گازیسازی توسط مبدل حرارتی برای بخار کردن آب در سیکل تولید توان به کار میرود. هدف از این شبیهسازی، برآورد میزان تولید توان از ماده زیستتوده ورودی است. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که درنهایت میزان تولید توان توربین 264/3 کیلووات و بازده نیروگاه نیز به میزان 22/45 به دست میآید. همچنین، خوراک ورودی به سیستم گازیسازی، خرده چوب - wood chip - است.
.1 مقدمه
آنچه اکنون به عنوان یکی از مشکلات بزرگ جهانی، بشر را تهدید میکند، کمبود انرژی و آلودگی هوا بر اثر استفاده از سوختهای فسیلی است. اکنون که دشواریهای گرانی و کمبود سوختهای فسیلی وجود دارد، آلودگی هوا کلانشهرهای دنیا را بهشدت تهدید میکند. باگذشت زمان و در اثر رشد جوامع و پیچیدهتر شدن صنعت و تکنولوژی، نیاز بشر به منابع انرژی شدت یافت و کشف و بهرهبرداری وسیع از منابع فسیلی را ناگزیر نمود. در دنیای امروز، انفجار جمعیت، ارتقای سطح زندگی و رفاه انسانها و آسیبها و تهدیدات روزافزونی که استفاده بیرویه از انرژیهای فسیلی به طبیعت و محیط زیست وارد میکند ادامهی این روند را غیرممکن ساخته است.
بدین ترتیب بشر با نگاهی دوباره به زیستتوده، خورشید، باد، امواج و سایر منابع طبیعی پایانناپذیر، در پی کاهش وابستگی خود به منابع فسیلی است. با توجه به برخورداری از پتانسیل مطلوب و مناسب انرژیهای تجدید پذیر در کشور، توسعه منطقی این منابع ارزشمند، موجه به نظر میرسد و میتوان از این طریق در جهت اهداف توسعه پایدار نیز گام برداشت.
.2 انرژی تجدید پذیر
انرژی تجدید پذیر، انرژی برگشتپذیر نیز نامیده و برخلاف انرژیهای تجدید ناپذیر قابلیت بازگشت مجدد را به طبیعت دارند. در سالهای اخیر با توجه به اینکه منابع انرژی تجدید ناپذیر رو به اتمام هستند، این منابع مورد توجه قرارگرفتهاند. در سال 2006 حدود 18 از انرژی مصرفی جهانی از راه انرژیهای تجدید پذیر به دست می آید. در این میان، سهم زیستتوده بهطور متداول حدود 13 گزارش شده است که بیشتر جهت حرارتدهی و حدود 3 مربوط به انرژی آبی و4/2 باقیمانده شامل نیروگاههای آبی کوچک، انرژی بادی، انرژی خورشیدی، انرژی زمینگرمایی و سوختهای زیستی هست که بهسرعت در حال گسترش هستند. [1]
همانطور که در شکل 1 ملاحظه میشود، سوختهای فسیلی به علت اینکه جذب کربن از محیط ندارند و فقط CO2 در محیط آزاد میکنند، سوختهای آلاینده محیطزیست هستند، اما سوختهای پاکی نظیر زیستتوده چرخهی بستهی کربن دارند. بدین معنا که به همان میزان که در محیط آزاد میکنند، جذب کربن دارند. به همین علت به این نوع سوختها، سوختهای پاک اطلاق میشود.
اگر انرژی تجدیدپذیر به منظور جایگزین شدن سهم زیادی از سوختهای فسیلی مورد استفاده قرار گیرد، استفادهی بهینه از منابع زیست توده به حداکثر اهمیت ممکن خود می رسد. گازی سازی زیست توده نسبت به احتراق بازده انرژی بالاتری دارد. بازدهی الکتریکی روشهای قدیمی استفاده از زیستتوده بین 20 تا 25 درصد می باشد که قابل رقابت با سوختهای فسیلی نیست.
گازی سازی زیست توده کوپل شده با سیستمهای پیشرفته تولید قدرت مثل توربین گاز یا پیل سوختی بازدهی بسیار بالاتری را به ما میدهد. مزایای استفاده از زیست توده شامل افزایش سهم انرژیهای نو در تأمین انرژی دنیا، افزایش سهم استفاده از منابع تجدید پذیر، بالا رفتن بازدهی انرژی، افزایش امنیت منابع به علت استفاده از منابع بومی، افزایش میزان تولید همزمان - CHP - و کاهش تولید گازهای گلخانهای است.[4-2]
.3 زیستتوده
زیستتوده یکی از منابع مهم انرژیهای تجدیدشونده محسوب میشود و به هر موجود زنده که قابلیت رشد و نمو داشته و بر مبنای قوانین طبیعی تقسیم شوند اطلاق میشود و شامل جنگلها، اجزاء گیاهان، برگها، موجودات زنده اقیانوسها، زائدات حیوانی، پسماندهای شهری و غذایی و ... میشود. این مواد قابلیت ذخیره انرژی در خود را دارا هستند.
درواقع در خلال پدیده فتوسنتز، دیاکسید کربن از طریق آب و خاک و هوا توسط انرژی خورشیدی در گیاهان ذخیره میشود و باعث رشد و نمو آنها میگردد. این انرژی خورشیدی در مواقع مصرف، قابلیت تبدیل به انرژی را دارا است. ترکیب زیستتوده را بهطور عمده اکسیژن، هیدروژن، کربن و نیتروژن و مقدار اندکی گوگرد تشکیل میدهد.
زیستتوده قابلیت تولید برق، حرارت، سوختهای مایع، سوختهای گازی و انواع کاربردهای مفید شیمیایی را دارا است. زیستتوده سهم بزرگی در میان دیگر انواع منابع انرژیهای نو دارا است. منابع زیستتوده که برای تولید انرژی مناسب هستند، طیف وسیعی از مواد را شامل میشوند که بهصورت عمده به شش گروه تقسیم میشوند که انواع آنها در شکل 2 قابلملاحظه است:
.1سوختهای چوبی
.2زائدات جنگلی، کشاورزی، باغداری و صنایع غذایی
.3زائدات جامد شهری - زبالهها -
.4فضولات دامی
.5فاضلابهای شهری
.6فاضلابها، پسماندها و زائدات آلی صنعتی[5]
