بخشی از مقاله
چکیده
گاز سنتزی1 به دست آمده ازگازیسازی زیست توده - بیومس - ، یک منبع انرژی تجدیدپذیر برای آینده میباشد.از گاز سنتزی حاصله میتوان به عنوان سوخت کورهها و به عنوان یک منبع حرارتی در صنعت مورد استفاده قرارگیرد و همچنین از این گاز میتوان دریک موتور احتراق داخلی استفاده قرارکرد.عموما این فرآیند گازی از چهار مرحلهی:خشک شدن2،پیرولیز3،احتراق - سوختن - 4و تبدیل5 تشکیل شده است.
در مرحله خشک شدن توسط حرارت، آب و رطوبت موجود در بیومس باید به کمتر از % 5 برسد. پیرولیز تجزیه ی گرمایی بیومس می باشد که در غیاب اکسیژن صورت می گیرد. در این مرحله مولکول های بسیار پیچیده چوب و دیگر بیومس ها با انجام واکنش های شیمیایی داخل راکتور، به صدها یا هزاران مولکول کوچک دیگر شکسته می شوند.اکسیداسیون نیز واکنش بین بیومس ذغال شده و اکسیژن می باشد که در نهایت تبدیل به گاز دی اکسید کربن می شود. هیدروژن موجود در بیومس نیز با اکسیژن ترکیب شده تا ایجاد بخار آب کند.
این واکنش بین کربن و هیدروژن به شدت گرمازا می باشد که گرمای زیادی را آزاد می کند که دمای آن تا1450 درجه ی سانتیگراد نیز می رسد. مرحله ی تبدیل نیز مجموعه واکنش هایی را شامل می شود که در غیاب اکسیژن در دمای800تا 1000 درجه ی سانتیگراد اتفاق می افتند. گاز سنتزی ترکیبی از هیدروژن و منوکسید کربن می باشد که از راکتور گازی سازو طی فرآیند گازی سازی تولید می شود.
مقدمه
مصرف گسترده و کلان انرژی حاصل از سوختهای فسیلی اگرچه رشد سریع اقتصادی جوامع پیشرفته صنعتی را به همراه داشته است اما بواسطه انتشار مواد آلاینده حاصل ازاحتراق و افزایش دی اکسید کربن در جو و پیامدهای آن، از یک طرف درنتیجه سوختن مواد فسیلی گازهای سمی وارد محیط می شود و تنفس انسان را دچار مشکل می نماید و محیط زیست را آلوده می نماید و ازطرفی دیگر تراکم این گازها در جو زمین مانع خروج گرما از اطراف زمین می شود و باعث افزایش دمای هوا و تغییرات گسترده آب و هوایی در زمین می گردد که اثر گلخانه های نامیده می شود.چنانچه افزایش دمای هوا مطابق روند فعلی ادامه یابد بازگرداندن آن به وضعیت سابق تقریبا غیرممکن خواهد بود.بهترین راه حلی که اکثر دانشمندان پیشنهاد کرد ه اند متوقف کردن روند رو به رشد این گازهای مضراست.
دسترسی کشورهای درحال توسعه به انواع منابع جدید انرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد و پژوهش های جدید نشان داده که بین سطح توسعه یک کشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است.لذا از دیدگاه توسعه ای نیز با توجه به ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان فعلی، دیگر نمی توان به منابع موجود انرژی متکی بود.فناپذیری سوخت های فسیلی، تنوعبخشی به منابع انرژی، توسعه پایدارایجاد امنیت انرژی، مشکلات زیست محیطی ناشی از مصارف انرژی فسیلی از یک طرف و تجدیدپذیر بودن1 منابع انرژی های نو نظیر خورشید، باد، زیست توده و ... از طرف دیگر باعث توجه جدی جهانیان به توسعه و گسترش استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر و افزایش سهم این منابع در سبد انرژی جهانی شده است.مروزه ما شاهد افزایش چشمگیر فعالیت ها و بودجه دولت ها و شرکتها درامر تحقیق، توسعه و عرضه سیستم های انرژی های تجدیدپذیر هستیم و این فعالیت ها همراه با صرف بودجههای کلان در این زمینه در نهایت موجب کاهش قیمت تمام شده انرژی های تجدیدپذیر و رقابتپذیری این تکنولوژی با سیستم های انرژی سنتی موجود میگردد.
از نخستین دهه های قرن بی ستم به دنبال مشاهده ی ارتباط میان آلودگی هوا و تخریب محیط زیست بسیاری از کشورهای صنعتی پیشرفته،تحقیقات و برنامه های عملی برای کنترل آلاینده های بسیار مضر را آغاز نموده اند.برای داشتن امنیت انرژی و نیز لزوم داشتن محیط تکنولوژی دوستدار محیط زیست، سوخت های تج دید پذیر به جای بنزین و گازوئیل، باید جایگزین سوخت در موتور های احتراقی داخلی شوند
در حال حاضرسوخت مورد استفاده ی بسیاری از موتور های احترقی جرقه ای و تراکمی تجاری در حال تبدیل شدن به پروپان،گاز طبیعی،هیدروژن،گاز فسیلی مایع،بیوگاز و گاز سنتزی یا مخلوطی ازگازهای گفته شده ی بالا برای تولید توان،حمل و نقل و دیگرکاربردها ،می باشند.گاز سنتزی به دست آمده از گازی سازی زیست توده، یک منبع انرژی تجدیدپذیر برای آینده می باشد.
چرخه زیست توده در طبیعت
بخشی از تشعشع خورشید که به اتمسفر زمین می رسد، بواسطه فرآیند فتوسنتز در گیاهان جذب و ذخیره میشود.ماکزیمم راندمان تبدیل انرژی خورشیدی در این فرآیند بین 5 تا 6 درصد است.گیاهان بعنوان منابع ذخیره کربن هستند و دی اکسیدکربن را از هوا جذب کرده و بصورت کربن ذخیره می ن مایند.
وقتی گیاهی توسط جانوری خورده می شود،بخشی ازکربن موجود در گیاه خورده شده به انرژی تبدیل می شود وبخشی دیگر در بافت های زنده ذخیره می گردد.بخش سوم نیز با فضولات حیوانی دفع می گردد.در صورتی که چوب یا گیاهان سوزانده شوند،علاوه بر انرژی،بخش اعظمی از کربن ذخیره شده بصورت دی اکسید کربن آزاد می شود و بخشی نیز در خاکستر باقی می ماند.
تاریخچه ی استفاده از فرایند گازی سازی
در هر دو جنگ جهانی و به خصوص جنگ جهانی دوم کاهش شدید ذخایر نفتی و عدم دسترسی به آن ها به دلیل بمباران ها ،استفاده از پدیده ی گازی سازی به شدت رواج یافته بود .در سال 1945 از این پدیده در کامیون ها اتوبوس ها و کشاورزی و صنعت استفاده می شده است ،پیش بینی می شده است که در آن زمان 9000000 وسیله ی نقلیه توسط این پدیده راه اندازی می شده است.
بعد از جنگ جهانی دوم به دلیل نداشتن استراتژی مناسب و همچنین در دسترس بودن سوخت های فسیلی ارزان ، پدیده ی گاری سازی ارام آرام به فراموشی سپرده شد.در حالی که پس از جنگ جهانی دوم نیز کشور های اسکاندیناوی و به خصوص سوئد به علت سرمای بش از حد و همچنین نداشتن سوخت و انرژی به قدر کافی،کم و بیش روی فرآیند گازی سازی کار کرده و امروزه نیز در تکنولوژی و استفاده از این فرآیند پیشتاز می باشد .
