صفحه 8 از 10: « پیشین 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 پسین »

مهندسی شیمی

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#71 Posted: 21 Jul 2011 13:45

روش GTL در صنعت فرآورش گاز ترش
--------------------------------------------------------------------------------

خلاصه مقاله:
امروزه فن آوریهای بسیار زیادی برای فرآورش،انتقال وبکار گیری از منابع گاز طبیعی شکل گرفته اند. انتقال گاز طبیعی به واسطه ماهیت گازی آن با دشواری روبرو است وحتی استفاده از ساده ترین روش انتقال یعنی خطوط لوله در فواصل طولانی با مشکلات زیادی روبرو می شود.تبدیل گاز طبیعی به فراوردهای مایع و محصولات ارزشمند اقتصادی و زیست محیطی GTL به عنوان یک روش اقتصادی، توانسته است دشواری حمل گازبه بازارهای دوردست را تاحد زیادی برطرف سازد.در این مقاله ما تلاش خواهیم کرد تا ضمن بیان روش GTL به عنوان جدیدترین فن آوریی در صنعت فرآورش گاز ترش،مهندسی فرآیند آن رابا استفاده از دو مدل بسیارموفق Qatar Petroleum وSasols Oryx تشریح کرده،محصولات به دست آمده در تکنولوژیمشهورشرکت شل یعنی Smdsرابیان کرده ودرنهایت پیشنهادهایی برای استفاده از این تکنولوژی مفید و سود آور اقتصادی برای تصمیم گیران صنعت گاز کشورمان ارائه خواهیم داد.

مقدمه:
به دلایل فراوانی پراکندگی منابع گاز طبیعی در جهان،هزینه کمتر استخراج،قیمت مناسب و قابل رقابت آن با توجه به داشتن ارزش حرارتی لازم،آلایندگی کمتر محیط زیست در مقایسه با سایرسوختهای فسیلی و دیگر امتیازهایی که سوخت گاز دارد، در سالهای آتی ارزش واقعی خود را در زمینه های مختلف تامین انرژی نشان خواهد داد و به عقیده کارشناسان آژانس بین المللی انرژی،تقاضای گاز طبیعی تا سال 2025 دو برابر خواهد شد وبدون شک گاز طبیعی مهمترین منبع تامین انرژی در قرن آینده خواهدبود.سکوی دوم جهانی منابع گاز طبیعی زیر پای کشورمان قرار گرفته است‌،پدر خواندگی چنین ثروت بی زحمتی،به برخی برآوردها وخلاقیتهای مصرف کننده نیاز دارد که یکی از عمده ترین این خلاقیتها استفاده از تکنولوژیهای روز صنعت گازبه ویژه GTLمی باشد. در فناوری GTL، گاز طبیعی در یک رشته فعل و انفعالات شیمیایی به مایعات میان تقطیر هیدرو کربنی مانند نفتا، سوخت جت، دیزل و پایه های روغنی و...تبدیل می شود. این فرآیند سه مرحله کاملا شناخته شده دارد که عبارتند از:
1- آماده سازی گاز سنتیک(مخلوط منواکسید کربن و هیدروژن که در جوار کاتالیست آهن یا کبالت واکنش داده می شود)، در واقع به عنوان خوراک برای سنتز مواد سنتیکی استفاده می شود.
2-Fischer-Tropsch سنتز (FT ) ، در واقع این روش ساخت پارافین سنگین است.در این مرحله گاز تولید شده در مرحله اول با استفاده از واکنش FT به هیدروکربنهای مایع تبدیل می شود.
3-بهسازی هیدروکربنها(هیدرو کراکینگ/ هیدروترتینگ)،در این مرحله زنجیره هیدروکربنهای تولید شده در مرحله بالاتر تحت عملیات تقطیر وتبدیل قرار می گیرد و به فرآوردهایی با کیفیت مرغوب و عاری از هر گونه آلودگی نیتروژن، سولفورو ترکیبات مرکاپتان تبدیل می شود.(در شکل شماره(1) مراحل سه گانه فرآیند GTL نشان داده شده است )

شکل1:مراحل فرآیند GTL
تجاری شدن تکنولوژی GTL
تحقیق برروی تبدل گاز به مایع از دهه ابتدای 1980 شروع شده است کلید اصلی پروسه و امکان پذیر بودن آن بستگی به هزینه تولید گاز سنتز دارد. در سال 1989 بخش تحقیقاتی شرکت BP یک راکتور لوله ای با واکنش شیمایی طراحی نمود.در اوائـــل ســـال 1990 این مفهوم بوسیله راکتور لوله ای یک مرحله ای مورد طراحی قرار گرفت و سه سال بعد یک واحد با ظرفیت حرارتی 4 /0 میلیون BTU در تاسیسات Bintulu درمالزی ساخته شد. در واقع تولید 12500بشکه ای این کارخانه که قیمت کم تکنولوژی تبدیل گاز به مایع با بازده حرارتی بالا را تائید می نمود، نقطه آغازی برای تجاری شدن GTL بود. در این کارخانه شرکت شل برای نخستین بار از تکنولوژی Smds استفاده کرد.دراین تکنولوژی پروسه مورد نظر در ابتدا شامل یک راکتور متقابل باکوره پیش گرمائی و گازهای خروجی بدون تولید بخارآب بود. این امراساس ساخت واحدهای کوچــک کاتالیستی در آینده شد. شماتیک برج کاتالیستی درابتدا،درشکـــل شماره (2)
نشان داده شده است.
مزایای اقتصادی GTL
در اروپا و آمریکا با توجه به اثبات مزایای استفاده از GTL در بازارهای جهانی تحقیقات وسیعی درخصوص زمینه ها و فرصتهای سرمایه گذاری در حال انجام است.خصوصا"در سالهای اخیر انگیزهای فراوانی به رشد حرکت GTL سرعت بیشتری بخشیده است.در این راستا کشورهای وارد کننده نفت خصوصا" کشورهایی که دارای مخازن نامحدود گاز طبیعی هستند براین باورند که بتوانندبا استفاده از GTL در دراز مدت وابستگی خودرا به واردات نفت کاهش دهند.اگر چه هنوز استفاده از تکنولوژی GTLدر جهان گسترش زیادی نیافته و در مقیاس تجاری هنوز در آغاز راه توسعه قرار دارد اما سرمایه گذاری قابل توجه کشورهای صاحب منابع گاز همانندقطر،برای استفاده ازاین فناوری نشانگر سود آوری واقتصادی بودن این فنآوری درآینده ایی بسیار نزدیک خواهد بود.براساس اظهارات مدیر اجرایی پروژه Smds کمپانی شل استفاده از تکنولوژی بالا خصوصا"در نحوه عملکرد کاتالیست و نیز اقتصادی بودن مقیاس طرح به کم شدن هزینه ها در حدود 50 هزار دلار در هر بشکه از ظرفیت طراحی در روز خواهد انجامید.یعنی هزینه اجرای تاسیسات پیشنهادی برای یک کارخانه GTL با 154هزار بشکه مایعات میان تقطیری با کیفیت بالا مانند نفت سفید و گازوئیل حدود هفت میلیارد دلار می باشد(در برخی از مراجع به 23000هزار دلار یا حتی 20000هزار دلار در هر بشکه از ظرفیت طراحی در روزنیز اشاره می کنند که این مراجع بدون در نظر گرفتن هزینه های جانبی مانند تامین آب، برق،بخاروحتی هزینه های ناشی از افزایش جدید قیمتها می باشد.) ضمناً این تکنولوژی به سرعت در حال رشد و کاهش هزینه است. با توجه به اینکه قیمت گاز سرچاهی تقریبا" نیم دلار برای هر میلیون BTU ارزش حرارتی در اغلب بازارهای جهانی برای قراردادهای طولانی مدت بالای 10 سال می باشد. بنابراین ساخت یک کارخانه GTL با 154 هزار بشکه مایعات میان تقطیری در روز حتی در سطح قیمت نفت خام در حدود 15 دلار در هر بشکه سرمایه گذاری خوبی خواهد بود.البته به شرط اینکه امکان دستیابی به منابع گازی برای مدت 20 سال یا حداقل به میزان 112میلیاردمتر مکعب گاز وجود داشته باشد.

شکل شماره(2): شماتیک برج کاتالیستی در تکنولوژیSmds
مزایای زیست محیطی GTL
بنابراین برای کشورهای دارنده این منابع از جمله ایران سرمایه گذاری در تکنولوژی GTL علاوه بر پیدا کردن بازارهای جدید اقتصادی به دلیل تولید سوختهای پاک باحداقل آلایندهای زیست محیطی می تواند گامی مثبت در جهت محیط زیست سالم محسوب شود.نتایج آزمایشها روی سوخت گازوئیل به دست آمده به روش تقطیر مایعات در فرآیند مربوط به کمپانی Sasol در انستیتو تحقیقاتی در سان آنتونیو تگزاس نشان دهنده بهبود از نظر آلایندهای منتشر شده در محیط زیست است.اگر میزان آلاینده ها در گازوئیل معمولی را 100فرض کنیم این آلایندها در هیدرو کربنهای نسوخته 59 درصد،منواکسید کربن 33%،ذرات Nox 28%وذرات معلق21%کاهش می یابند.بنابراین استفاده از تکنولوژی GTL به عنوان فرآیندی که محصولاتی با حداقل آلایندهای زیست محیطی تولید می کند ضروری به نظر می رسد.
محصولات به دست آمده در تکنولوژی Smds
شرکتهای شل،ساسول و اکسون موبیل شرکتهای برتر در زمینه تبدیل منابع گاز طبیعی خام به هیدروکربنهای مایع با ارزش GTL می باشند.شرکت شل با استفاده از تکنولوژی مشهورش به نام SMDS(Shell Middle Distillate Synthesis) توانسته است در پروژه Qatar Petrolum ،گازطبیعی رابه مایعات قابل حمل و نقل در مخازن معمولی و با شرایط آسان در روز تبدیل کند.این مایعات عبارتند از:
1-نفتا( Naphtha ): این ماده به شدت پارافینی بوده وعمده ترکیبات آن 5C-8C می باشد.این محصولات علاوه بربازارسوخت،خوراک مناسبی برای کراکینگ در کارخانه های ساخت اتیلن می باشد.
2-گازوئیل( Synthetic Diesel):این نوع گازوئیل با چگالی پائین، مقدار ناچیز گوگرد و پلی آروماتیکها ونیز درجه ستان بالا(50- 70)،اشل عددی برای سنجش میزان بهسوزی سوختهای موتورهای دیزل بسیار
ارزشمند بوده ودارای حداقل انتشار آلودگی است.
3- بنزین( Gasoline ): یکی دیگر از محصولاتی که می توان در شرایط خاص وبا به کار گیری تکنیکهای ویژه از روش GTL بدست آورد بنزین است.به عنوان مثال در کشور نیوزلند با استفاده از کاتالیست زئولیت موبیل،امکان تولید 14 هزاربشکه در روز بنزین از گاز طبیعی فراهم شده است.
4-مقادیر بسیار زیادی C22 +Wax : نیز تولید می شودکه می توان آن را با روشهای Processing Hydro به مقادیر زیادی نفت سفید،الکلها، حلالها وسایر محصولات تبدیل کرد.
5-تولید آب شیرین: از جمله محصولات جانبی در این فرآیندتولید آب شیرین با حجم بالا است به طوری که مقدار آن تقریبا"با حجم مواد میان تقطیرتولید شده برابر است.ودر مناطقی که کمبود آب وجود دارد می توانددر مصارف آبیاری مورد استفاده قرار گیرد.
مهندسی فرآیند GTL
مقوله مایع سازی گاز،در بسیاری از همایشها و همچنین مقالات علمی مختلف در طول چند سال گذشته مورد توجه بوده است.بیشترین توجه در این زمینه، بر روی ابداع یا بهبود کاتالیستها،کیفیت مناسب سوخت بدست آمده و رسیدگی به چالشهای موجود در برابر مهندسین این فن آوری متمرکز بوده است.تقریبا"تمام فنآوریهای موجود در یک تاسیسات گاز به مایع دارای یک خاصیت مشترک هستند،نیاز به مقادیر زیادی ازانرژی با پایه Grade بالا برای راه اندازی فرآیندهای جداسازی هواء ،نیازهای پیش گرمایش برای مرحله تولید گاز سنتیک،بازیافت گرمای هدر رفته از گاز سنتیک واستفاده موثر از آن، تولید گرمای مرتبه متوسط یا پائین توسط فرآیندFT ،تدارک هیدروژن برای هیدروکراکر وبازیافت بهینه محصول برای به حداکثر رساندن مقدار محصول بدست آمده دارند.از آنجایی که پروژهای گاز به مایع دارای بازده گرمایی حدود60% هستند،حدود40%گرما رابه محیط اطراف منتشرمی سازند و باید روشهایی برای بازیابی اقتصادی 40%گرمای مورد نظر یافت شود.یک تاسیسات گاز به مایع می تواندبه صورت یک مجموعه فرآوری گاز وتولید گاز سنتیک، همراه با حداقل دو مچموعه جداسازی هوای منفرد در قسمت جلویی، یک فرآیند تبدیل مواد شیمیایی با مقیاس بزرگ در قسمت میانی و یک بخش پالایش در بخش انتهایی باشد. تاسیسات GTL با ظرفیت حدود 154هزاربشکه در روز، دارای یک سیستم بزرگ بخار است که بسته به هر کدام از فناوریهای Smds یا ... ،باید بتواند نرخ بخار لازم را که حدود 6000تن در ساعت است،تامین نماید.کار با این مقدار عظیم بخار به طور قطع کسانی را که با امر پالایش گاز سرو کار دارند متعجب خواهد کرد.به عنوان آخرین نکته در مورد مهندسی فرآیند این تاسیسات،بد نیست برخی از مقادیر مرتبط با یک تاسیسات که از تکنولوژی Smdsاستفاده شده،با ظرفیت 154هزار بشکه در روز را در نظر داشته باشیم :
1-تعداد تجهیزات موجود حدودا"700دستگاه است.
2-در حال حاضر لوله های تبدیل کاتالیستی تا حدود 1100 لوله ساخته شده اند که با تکنولوژی Smds تا حدود 17هزاروصد بشکه در روز مایع تولید می نماید.بنابراین برای یک مجموعه 154 هزاربشکه ایی نیاز به 9 Train،17 هزاروصد بشکه ایی می باشد.
3-قطر متوسط لوله ها 8 اینچ در هرTrain
4-اندازه این واحدهای کاتالیستی با استفاده ازپیشرفتهای اخیراز 12هزار تن در هر Train درسال 2002به 4هزارتن درسال 2006 در هر Train رسیده است.
5-میزان گاز مورد نیاز برای هر Train در این تکنولوژی با استفاده از Simulation های کامپیوتری دقیقا" 4142857متر مکعب در روز می باشد.بنابراین برای یک واحد تولید GTL با ظرفیت 154هزاربشکه در روز،روزانه 37375714 متر مکعب گاز مورد نیاز می باشد. با محاسبه گاز مورد نیاز برای تولید برق وبخارحداکثر به میزان43200000 متر مکعب گاز مورد نیاز می باشد. این مقدارگازتقریبا"معادل سه Trainاز هشت Train پالایشگاه فجرجم یاتقریبا"معادل سه Train از چهار Train فازدووسه از مجتمع گازی پارس جنوبی می باشد.
6-از طرفی زمان بندی بهینه برای ساخت چنین تاسیساتی حدود چهار سال،از آغاز موارد مهندسی و طراحی دقیق تا تکمیل مکانیکی تاسیسات خواهد بود .
بنابراین مقادیر مربوطه بسیار بزرگ بوده و حداقل الزامات مربوطه به یک تاسیسات گاز به مایع با ظرفیت 154هزاربشکه در روز، از نظر موارد مهندسی و ساخت،معادل حداقل الزامات برای یک پالایشگاه با ظرفیت 300 هزار بشکه در روز خواهد بود.تمام فناوریهای مربوط به GTL که عمدتا"مربوط به شرکتهای شل،ساسول،اکسون موبیل،سنترلیوم می باشد دارای خصوصیات پایه ایی مشابهی بوده واین امکان را ایجاد می نمایند که گرما در گاز سنتیک بتواند جهت استفاده در مراحل پیش گرمایش یا تبدیل دوباره،بازیافت شود.این مساله،نیاز به مقدار زیاد انرژی در مرحله پیش گرمایش را حذف کرده و یا کاهش خواهد داد و همچنین قادر خواهد بود بازیافت گرمای هدر رفته را از گاز سنتیک آسانتر کند. این پیشرفتها که در فناوری و تجهیزات مرتبط صورت می گیرند، همراه با پیشرفتهای مداوم و تجاری که در مهندسی این پروژه ها کسب می شود،این اطمینان را ایجاد خواهد نمود که تاسیسات گاز به مایع GTL،آینده جدیدی را برای هیدروکربنها رقم خواهد زد. انجام پروژهایی مانند Qatar Petroleum و Sasols Oryx GTL پیشرفتهای قابل توجه ای را در آستانه هزاره جدید در صنعت فرآورش گاز پدید آورده اند.
پیشرفتهای جدید در زمینه GTL
در فوریه سال جاری،قطر اعلام کردکه پروژه مشترک خود با اکسون موبیل موسوم به پالم را با ظرفیت 154هزاربشکه در روز علی رغم بیش از ده سال برنامه ریزی در مورد آن به حالت تعلیق در آورده است. طبق برنامه قراربود مجتمع پالم با ظرفیت 154هزار بشکه در روز قبل از سال 2012 تکمیل شده وگاز طبیعی را به سوخت دیزل بسیار خالص و روغنهای پایه با خلوص بالا تبدیل کند.رابت دیویس سخنگوی اکسون موبیل در این زمینه می گوید:تصمیم دو شرکت قطر پترولیوم و اکسون موبیل در مورد توقف پروژه پالم به این معنی نیست که توسعه این فناوری کنار گذاشته شده است.بر عکس این شرکت ایده ایی کاملا"جدید دارد.این شرکت به دنبال یافتن راه حلی مناسب برای کاهش هزینه ها است.زیرا بودجه لازم برای اجرای این پروژه اخیرا"بیش از دو برابر برآورد7 میلیارد دلاری سال 2004 رسیده است.(این افزایش قیمتها به صورت مقطعی وخارج از برنامه ریزیهای فنی می باشد.به گفته اکثر کارشناسان،دلیل اصلی آن افزایش تعداد پروژهای در حال ساخت نسبت به تعداد پیمان کاران می باشد ودر تمامی پروژهای صنعت نفت مانند ساخت پالایشگاهای نفت وگاز ویا ساخت کارخانه های LNG کاملا"مشهود است)به نظر دیویس یکی از راه حلهای ممکن کوچکتر کردن سیستمهای فرآورش است زیرا مجموعه ایی از چند سیستم کوچکتر احتمالا"راندمان بالاتروهزینه کمتری نسبت به یک واحد عظیم فرآوری خواهد داشت.سرمایه گذاری مشترک ساسول و قطر پترولیوم درپروژه Oryx با ظرفیت 34هزار بشکه در روز تازه به نتیجه رسیده است ودر september سال2007 اولین محموله محصولات این پروژه روانه بازارهای اروپایی شد.این طرح یک میلیارد دلاری پیش از افزایش اخیر قیمتها مطرح شده بود.اکسون موبیل قریب 25 سال است که در زمینه فرآیندهای GTL فعالیت می کند و تا کنون فقط بیش از 900میلیون دلار صرف پژوهش و توسعه و بیش از 300میلیون دلار صرف طراحی مهندسی و پیش تولید واحدهای فرآیند آن نموده است.از طرف دیگر، اواسط ماه فوریه شرکتهای Shell وQatarPetroleum ،طی مراسمی به طور رسمی پروژه GTL پیرل را با ظرفیت 140هزار بشکه در روز آغاز کردند..سرمایه گذاری مشترک ساسول وشورن در زمینه پروژه 6 میلیارد دلاریGTL قطر با ظرفیت 66هزاربشکه در روز برای سال 2010 ، کارخانه GTL نیجریه که ظرفیت تولید روزانه آن 34 هزار بشکه در روز می باشدبا سرمایه گذاری مشترک ساسول و شورون .پروژه GTL غرب استرالیا با سرمایه گذاری ساسول و شورون هر کدام باسهم 50 درصداز جمله مهم ترین پروژها در تازه ترین گزارشهای شرکتهای بین المللی در زمینه GTL می یاشد.
نتیجه گیری وارائه چند پیشنهاد
وجود مخازن عظیم گازی یکی از عوامل اساسی در اقتصادی بودن یک طرح GTL می باشد.کشور ما به این دلیل که به عنوان دومین دارنده ذخایر گازی جهان شناخته شده است و حدود 16%ذخایر کل جهان را دراختیار دارداز موقعیت ایده آلی در زمینه GTL برخوردار است.در حدود دو سوم ماشین آلات ومخازن مورد کاربرد در یک واحد تولید GTL رادر صنایع نفت وگازایران می توان یافت.درضمن وجود نیروی انسانی آموزش دیده با دانش فنی بالا در کشورمان می تواند هزینه های عملیاتی یک واحد تولید GTL را به میزان قابل ملاحضه ایی در قیاس با دیگر نقاط جهان کاهش دهد. این اعتقاد که انجام مهندسی فرآیندپروژهای GTL در ایران با قیمتی کمتر از عرف جهانی امکان پذیر است کاملا صحیح می باشد.یکی از کلیدی ترین عوامل موفقیت در شکل دهی وتوسعه صنعت گاز پیشرفته، اهمیت دادن به سرمایه گذاری مادی ومعنوی در
بخش تحقیق و توسعه می باشد.معمولا"نتیجه تحقیقات بسیار بیشتر ازسرمایه گذاری اولیه آن است ومزایای بسیار زیادی به دنبال دارد.توجه به فناوریهای جدیدوتحقیق وتوسعه برای افزایش برداشت از مخازن وتولید هر چه بیشتر در سطوح بین المللی،اصلی ترین مسیر حرکت کشور رابایدتشکیل دهد.بنابراین فنآوریهای گاز، محصول صادراتی مهمی به شمار می آید و همچنین می تواند یک محرک قوی برای همکاریهای بین المللی وتعیین موقعیت استراتژیک کشور باشد.پالایشگاه فجر با توجه به نزدیکی به حوزهای غنی از گازنار،کنگان وپارس جنوبی و همچنین نزدیک بودن این میدانهای گازی به دریا،ساخت کارخانهGTL در نزدیکی این پالایشگاه را کاملا" اقتصادی می کند.از طرفی برنامه های که برای ساخت کارخانه GTL در فاز 14مجتمع گازی پارس جنوبی در نظر گرفته شده است با جدیت بیشری پی گیری شود.بهره گیری از فناوری GTL برای تحرک بخشیدن به صادرات گاز و تولید محصولات سوختی با کیفیت بالا از جمله هدفهایی است که ایران نباید حتی یک لحظه از آن غافل باشد.
مراجع :
هفته نامه : worldGas Inteligence - 1
www.ShellGlobalSolutions.com - 2
worldOil.com/magazine-link>L&source www. -3
4- HydrocarbonProcessing
5-GTL Prospect,Oil and Gas Jornal,14,March2005
6- ندای گاز،ماهنامه داخلی شرکت ملی گاز ایران، شماره 39،تیر 1386
7-www.shana.ir
8-www.Exxonmobil.com
9-www.bp.com
10-www.nigc.ir

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#72 Posted: 21 Jul 2011 13:46

مايعات يوني در تصفيه گاز طبيعي و به عنوان حلال سبز در فرايندهاي شيميايي
--------------------------------------------------------------------------------

اهداف :
توسعه دانش فني ساخت مايعات يوني با كاربرد خاص
كاربرد مايعات يوني در تصفيه گاز طبيعي ( جداسازي CO2 )
كاربرد مايعات يوني در فرايندهاي شيميايي به عنوان حلال سبز
افزايش مقياس ساخت مايعات يوني
مقدمه
دستيابي به تكنولوژي هاي نوينجهت جايگزيني مواد شيميايي پر مصرف در صنعت به منظور كاهش آلاينده ها ، حذف مسائل خوردگي و كاهش مصرف انرژي همواره مورد توجه خاص قرار داشته است. با توجه به ويژگيهاي مطلوب مايعات يوني تحت عنوان حلال هاي سبز ، دستيابي به دانش فني ساخت آنها به عنوان تركيبات Fine Chemicals با ارزش افزوده بسيار بالا از يك سو و استفاده از آنها در فرايند تصفيه گازهاي طبيعي به صورت يك محيط بدون آلاينده و حذف خوردگي جهت جذب گازهاي اسيدي به منظور جايگزين مناسبي براي آمين ها از سوي ديگر مطرح است كه بر اين اساس كاهش مصرف انرژي در صنايع گاز و افزايش ظرفيت توليد پالايشگاههاي گاز مورد توجه قرار گرفته است . به علاوه دستيابي به محصولات شيميائي و پتروشيميائي با خلوص و ارزش افزوده بالاتر با استفاده از محيط مايعات يوني از اهميت بالائي برخوردار است.

اين تركيبات ساختار يوني داشته و به دليل نداشتن تقارن ملكولي درساختمان كاتيون آنها عليرغم ماهيت نمكي ، داراي نقطه ذوب پائين و در اكثر موارد به فرم مايع در دماي محيط وجود دارند (Room Temperature Ionic Liquids) . اين تركيبات عموما ٌ شامل يك كاتيون حجيم و يك آنيون آلي يا معدني مي باشند. پايه هاي كاتيوني ، ايميدازوليوم ، پيريدينيوم ، پيروليدينيوم و فسفونيوم با شاخه هاي هيدروكربوري مختلف و آنيونهايي مثل يونهاي هاليد ، BF4 ( تترافلوئوروبرات ) ، PF6( هگزافلوئوروفسفات )، [(CF3SO2)2N] ] بيس ( تري فلوئورومتيل سولفونيل ) ايميد[ و ... در ساختمان مايعات يوني با ويژگيهاي مطلوب بكار مي روند.
ناچيز بودن فشار بخار اين تركيبات پتانسيل آنها را به عنوان جايگزين حلالهاي فرار آلي ، بدون وجود مسائل زيست محيطي و خوردگي افزايش مي دهد. طبيعت ضد آتشگير بودن آنها ريسك را براي انجام فرآيندهاي شيميائي قابل اشتعال به حداقل مي رساند.

كاربرد مايعات يوني در فرآيندهاي شيميائي و پتروشيميايي

حلال سبز در واكنش هاي نيازمند به محيط قطبي
جاذب گازهاي اسيدي CO2 ، H2S و SO2
كاتاليست در فرآيندهاي پتروشيميائي نظير هيدروژناسيون اولفين ها
محيط مناسب فرآيند هاي جداسازي مايع - مايع آروماتيك ها و تركيبات اورگانوسولفور از هيدروكربنها
مزاياي مايعات يوني:
مايعات يوني را مي توان به عنوان حلال هاي سبز دسته بندي نمود. بعضي از خواص فيزيكي آنها كه موجب جذابيت به عنوان حلال هاي بالقوه مي شود عبارتند از :
قطبيت بالا و عدم تشكيل كمپلكس
فشار بخار پايين
مايع بودن در طيف وسيعي از درجه حرارت
دانسيته بالا
قابل امتزاج بودن با بسياري از حلال هاي متداول آلي
هدايت الكتريكي بالا
خواص فيزيكي و شيميايي قابل طراحي
پايداري حرارت بالا
غير قابل اشتعال بودن

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#73 Posted: 21 Jul 2011 13:47

شرح فرآیند مشعل
--------------------------------------------------------------------------------

مجموعه مشعل پالایشگاه واحدی است که جهت ایمن سازی محیط پالایشگاه و واحدهای بهره برداری طراحی و نصب شده است.
کاربرد اساسی آن مهار کردن و به کنترل درآوردن شرایط غیرقابل کنترلی است که دراثربالا رفتن بیش ازحد مجازعملیاتی دردستگاههای پالایش بوجود می آید. کنترل فوق از طریق تخلیه گازمازاد واحدها به شبکه مشعل انجام می گیرد.
این مجموعه شامل قسمتهای زیر می باشد:
1. لوله های رابط واحد
2. لوله اصلی (BLOW DOWN) مشعل که از محوطه بارگیری گاز مایع شروع شده و تا ستونهای مشعل امتداد دارد.
3. ظروف مایع گیر بین راهی (K.O.DROM)
4. تلمبه های تخلیه مایعات جمع شده در ظروف بین راهی
5. ستونهای اصلی مشعلها ME-2503 , ME-2502 , ME-2501
6. دستگاه جرقه زن الکتریکی برای روشن کردن مشعلها
خروجی تمام شیرهای ایمنی، لوله های تخلیه(DRAIN) و تهویه (VENT) ظروف برج ها، تلمبه ها ،کمپرسورها ،اعم از گازی یا مایع(به استثناء آب ،بخار،هوای فشرده، ازت و بعضی از هیدروکربورهای سبک که به هوای آزاد تخلیه می شوند) توسط لوله های تخلیه فشار هر واحد جمع آوری شده به لوله اصلی مشعل منتقل می گردند.
قسمت عمده مایعات همراه با گازها در ظروف مایع گیر بین راهی جداشده و گازها وارد محفظه آب بندی در پائین مشعل می گردند،پس از شستشو و حذف ذرات و مایعات احتمالی توسط آب برای سوختن به بالای مشعل هدایت و درتاج (TIP) مشعل می سوزند.
برای کنترل فشار واحدهای آب ترش،آمین و گوگرد که گازهای اسیدی محتوی H2S تولید می کند یک سیستم مشعل مخصوص (ME-2503) ACID FLARE طراحی و ساخته شده است که به موزات مشعلهای اصلی کشیده شده و بدنه مشعل شرقی ME-2501چسبیده است.
سیستم مشعل پالایشگاه از محوطه مخازن و بارگیری گاز مایع با یک لوله 20 اینچ شروع می شود و به ابتدای این لوله یک لوله 2 اینچ ازسوخت گازFUEL GAS جهت تأمین فشار مثبت در سیستم و رانش گازها به طرف مشعل و روشن نگه داشتن مشعل درهنگامی که میزان تخلیه مشعل کمترازحد مورد نیاز طراحی مشعل باشد تعبیه شده است.
مقداراین گازباید به اندازه ای باشد که بتواند مواد داخل لوله را به میزان حدأقل 0.4 متربرثانیه به جلو براند و از ایجاد خلأ و پس زدن شعله به داخل سیستم و خاموش شدن شعله مشعل جلوگیری کند.
این مقدار گاز تزریقی به وسیله دست تنظیم شده و توسط FI-25021.A اندازه گیری می شود.علاوه بر آن سیستم کنترل DCS پالایشگاه جهت مشاهده اپراتور روی CRT و دریافت نمودار ول گردیده است.
لوله اصلی مشعل بعد از جمع آوری گازهای تخلیه شده به آن در این قسمت با شیب 0.2% به ظرف V-2507 وارد می شود،این ظرف برخلاف سایر ظروف مایع گیر بین راهی مشعل فاقد چاهک آب گیر (BOOT) می باشد و درنتیجه تلمبه ای برای تخلیه مایعات ندارد،بنابراین مایعات جمع شده دراین ظرف به وسیله گرمای حاصله از یک مارپیچ بخارآب 4 bar تبخیر و از بالای آن خارج می شود و مایعات سنگین تر باقی مانده درمحوطه مخصوص ،به زمین تخلیه می شوند.
این ظرف جهت کنترل سطح مایع به آب نما LEVEL GAUGE و سوئیچ هشداردهنده مجهز بوده و در موقع بالا رفتن سطح مایع ازطریق سیستم کنترل DCS توسط (ALARM) روی CRT هشدار می دهد.
گازها و مایعات تبخیر شده از بالای V-2507 خارج شده همراه گاز رانشی (PURGEGAS) توسط یک لوله 20" به لوله تخلیه فشار واحد تقطیر مرتبط می گردند. شیب این لوله به طرف V-2503 بوده گازهای دریافتی از واحدهای کنترل 1 (تقطیر کاهش گرانروی،گاز مایع و سوخت گاز)را به داخل این ظرف هدایت می کند،ظرف مایع گیر V-2503 کلیه تجهیزات V-2507 را داشته وعلاوه برآن دارای چاهک مایع گیر و تلمبه تخلیه P-2503 می باشد که سوئیچ آن درای دو حالت MAN-AUTO می باشد که معمولاً در حالت AUTO قرار دارد و درآن حالت اگرسطح مایع در V-2503 بالا بیاید،LSH-25002 تلمبه P-2503 را روشن می کند و وقتی سطح مایع پائین بیاید SL-25003 تلمبه را به حالت خودکاراز سرویس خارج می نماید.
مایعات تلمبه شده به مخزن ضایعات سبک پالایشگاه COLD SLOPSTK هدایت می گردد. گازهای خروجی از V-2503 با جریان گازهای جمع آوری شده در واحدهای تبدیل کاتالیستی CCR هیدروژن و هیدروکراکر را دریافت می نماید و وارد V-2505 می شود.
V-2505 و تلمبه تخلیه مایعات آن مشابه V-2503می باشد چون هیدروکراکردرفشار بالا کار می کند برای آن یک لوله تخلیه فشار اضطراری جداگانه ازمسیرعادی کشیده است تا در هنگام لزوم برای تخلیه فشارسریع واحد هیدروکراکر استفاده شود.
گازهای خروجی از V-2505 و V-2503 با هم مخلوط شده و قبل ازورود به ظروف مایع گیر محوطه مشعل V-2503.2505 لوله 12" تخلیه مشعل واحدهای منطقه ج به آن تزریق می گردد.
ظروف V-2502 و V-2501 خارج ازمحوطه خطرناک مشعل قراردارند وهرکدام دارای ظروف قبلی جهت کنترل سطح مایع می باشند.
تلمبه های P-2501A/B مربوط به V-2502 بوده و مایعات جمع شده در این ظروف را به مخازن ضایعات سرد پالایشگاه می فرستد. این تلمبه ها دارای سوئیچ های انتخابی برای تنظیم حالت MAN یا AUTO می باشد.
اگر آنها به صورت AUTO قرار داده شوند مستقیم از LEVEL SWITCH های ظروف مربوط فرمان گرفته خاموش یا روشن می شوند واگردرحالت MAN باشند می توان آنها را توسط HS-25007 و یا HS-25006 از روی CRT اتاق کنترل خاموش یا روشن کرد.
مجموعه مشعل پالایشگاه دارای دو ستون اصلی FLARE STACK به شماره های ME-2501ME-2502, می باشد که قطرآنها 25" و ارتفاع آنها 83 مترمی باشدوهمچنین یک ستون مشعل برای گازهای اسیدی به قطر 16" و ارتفاع 83 متر برای گازهای اسیدی می باشند که به ستون مشعل شرقی ME-2501 چسبیده است.

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#74 Posted: 21 Jul 2011 13:48

فن آوري توليد بيوگاز از فاضلاب
--------------------------------------------------------------------------------

استحصال بيوگاز مي تواند از فرايندهاي بي هوازي فاضلاب نيز انجام گيرد که علاوه بر توليد انرژي مي تواند در کنترل بو نيز موثر باشد. يکي از روشهايي که در آن مي توان گاز زيادي به دست آورد تصفيه فاضلاب به روش UASB مي باشد. از اين روش براي تصفيه فاضلابهاي صنعتي با بار آلي زياد استفاده مي گردد که داراي راندمان بالايي در حذف مي باشد. به همين دليل در اين روش متان، هيدروژن سولفوره و دي اکسيد کربن زيادي توليد مي گردد که در صورت عدم جمع آوري و دفع صحيح باعث توليد بو و ايجاد انفجار مي گردد.

جمع آوري گاز و كاربرد آن
جمع آوري گازهاي توليدي سيستم بي هوازي كه خارج از راكتور انجام مي گيرد بايد از دقت خاصي برخوردار باشد و همان دقتي كه در دستكاري گازهاي طبيعي مراعات مي گردد ، در اين سيستمها نيز مورد توجه باشد . سيستم جمع آوري گاز راكتور بايد بتواند حداكثر گاز توليدي را نيز پاسخگو باشد . متأسفانه در اكثر مواقع مخازن ذخيره را براي توليد گاز و نگهداري آن براي زمانهاي 4 تا 5 دقيقه مي سازند و چون توليد گاز در زمان حداكثر خود نياز به ذخيره بيشتري دارد بايد براي ذخيره آن از مخازن ديگري سود جست . فشار گاز توليدي در سيستم حداكثر 10 تا 20 اينچ ستون آب است و اگر در محلي ذخيره شود فشار آن به مرور زياد شده و ممكن است با متصاعد شدن از مخزن ذخيره علاوه بر ايجاد بو در مواردي باعث انفجار و آتش سوزي نيز بشود . اگر گازهاي خروجي از راكتور مجدداً به آن بازگردند ، فضاي بالاي راكتور روي سطح فاضلاب را كه راه تماس راكتور با اتمسفر است را پر مي نمايد . اين عمل علاوه بر ايجاد بو ، مانع متصاعد شدن متان هاي توليدي خواهد گرديد . باقيماندن و تجمع بيش از حد متنان در محل بالايي راكتور ممكن است در مواردي ايجاد انفجار نمايد و حتي ممكن است غلظت هيــدروژن سولفــوره در اطراف راكتور به حــدي برسد كه باعث بروز خطر بهره برداران گردد .

همچنين ممكن است گازهاي توليدي به جوبكهاي خروج فاضلاب راه يافته و بهره برداران را بعلت محتواي هيدروژن سولفوره در معرض خطر قرار داده و بعضاً باعث انفجار شود . ممكن است مقاديري گاز در حين عبور از لوله ها و ورود به مخازن شستشو در فضاي اطراف پخش شوند . بايد مسائل و خطرات ناشي از اينگونه پخش گاز در سايت تصفيه خانه به نحوي قابل پيش بيني و پيشگيري باشد . گاز توليدي در راكتور علاوه بر متان محتوي گاز كربنيك و هيدروژن سولفوره است بعلاوه محتوي رطوبت نيز خواهد بود . با تمام پيش بيني ها براي حذف رطوبت متأسفانه رطوبت باقيمانده در مواردي با ايجاد قطرات آب در شعله سوز و وسايل اندازه گيري مشكلاتي به وجود خواهد آورد . براي جلوگيري از اين مسئله هم بايد پيش بيني هاي لازم بعمل آيد .

هيدروژن سولفوره موجود در بيوگاز خاصيت خوردگي شديدي داشته و در حضور رطوبت به اسيد سولفوريك كه خورنده تر از خود اوست تبديل خواهد شد و اگر توأم با گازهاي سيستم بي هوازي سوزانيده شود به SO2 تبديل شده كه در هواي اطراف راكتور پخش و در صورت بارندگي به صورت باران اسيدي نازل و باعث خوردگي تمام چيزهاي درتماس با آن خواهد گرديد . ميزان تحمل پذيري انسان در برابر هيدروژن سولفوره 10 ميليگرم در ليتر است ، بعلاوه هيدروژن سولفوره در محيط اطراف بخش خود بوهاي بدي شبيه تخم مرغ گنديده به وجود خواهد آورد .

سه راه براي حذف هيدروژن سولفوره از بيوگاز قابل پيش بيني است . عمومي ترين آن به كاربردن يك برج محتوي سود است كه براي به حداكثر رساندن حذف آن بهتر است سود رقيق نيز در حال گردش در برج باشد تا تماس هيدروژن سولفوره با آن بيشتر برقرار گردد . سود مي تواند در مواردي كه گاز كربنيك بالاست نسبت به حذف آن نيز اقدام نمايد . معمولاً هيدروژن سولفوره در اين عمل به سولفوره هاي محلول تبديل و از محيط بيوگاز دور مي گردد . گرچه احداث اينگونه تأسيسات خيلي كم خرج است ولي نگهداري از آن مي تواند پرهزينه باشد زيرا نياز دارد گاهگاهي رسوبات تشكيل شده در آن را خارج نمود . براي حذف هيدروژن سولفوره لازم است PH محيط حدود 10 باشد و در PH هاي زير 5/9 قدرت حذف كاهش يافته و در PH بيشتر از 5/10 تشكيل رسوب و گرفتگي لوله ها اتفاق خواهد افتاد . معمولاً راندمان حذف هيدروژن سولفوره بين 80 تا 90 درصد متغير است .

راه دوم حذف هيدروژن سولفوره از بيوگاز استفاده از صافي ذغال فعال است . عيب بزرگ اين روش اشباع شدن ذغال ها و نياز به آماده سازي مجدد آنهاست كه بسيار پرخرج و پردردسر است و تهيه خود صافي ذغالي نيز گران خواهد بود . بالاخره با استفاده از املاح آهن مي توانيم گاز هيدروژن سولفوره را از محتويات بيوگاز حذف كنيم . در اين عمل گاز هيدروژن سولفوره به صورت گوگرد خالص از محيط حذف شده و به عنوان محصول فرعي مورد استفاده قرار خواهد گرفت . هزينه احداث اين سيستم حذف هيدروژن سولفوره خيلي گران است و گاهي يك تا دو دلار در حذف آن از هر فوت مكعب حجم بيوگاز هزينه لازم دارد .

كنترل بو در تصفيه بي هوازي
يكي از پردردسرترين مشكل بهره برداري از سيستم هاي بي هوازي حذف بو مخصوصاً بوهاي ناشي از هيدروژن سولفوره است . اين بوها در غلظتي معادل 5/0 قسمت در ميليون قابل تشخيص و اعتراض است . بعد از زمان كوتاهي كه در تماس با هيدروژن سولفوره باشيم و سيستم بويائي ما با استنشاق دچار خستگي گردد به علت عدم درك بوهاي غليظ هيدروژن سولفوره ممكن است انسان در معرض تماس با گاز و بروز خطر قرار گيرد ، از اين رو بهتر است وجود گاز از طريق دستگاههاي اندازه گيري تعيين گردد تا سيستم بويائي انسان .

برحسب غلظت هيدروژن سولفوره هر نوع نشتي از بيوگاز احتمالاً با پيدايش بو توأم است . محتويات خروجي راكتور هم بدون شك داراي مقادير كمي هيدروژن سولفوره خواهد بود كه در هنگام جريان فاضلاب خروجي در جوبك ها رها خواهد شد . ممكن است محل هاي تخليه فاضلاب خروجي مخصوصاً نقاط رها شدن گازهاي هيدروژن سولفوره را به امكاناتي چون صافي ذعالي يا ساير وسائل جذب گاز هيدروژن سولفوره وصل نمود تا از پخش آن در فضاي اطراف ممانعت به عمل آيد .

ممكن است براي جذب گاز هيدروژن سولفوره از صافيهاي محتوي مواد آلي (Compost-Filter) كه در آن گازهاي ورودي با ميكروارگانيسم ها وارد فعل و انفعالاتي شده و با جذب مواد بودار هواي بدون محتوي بو را به بيرون هدايت مي كند ، استفاده نمود . مواد پركننده اين صافيها را هرازگاه بايد خالي و پر نمود . نحوه قرار گرفتن كمپوست در صافي بايد طوري باشد كه فضاي لازم بين آنها براي عبور گاز تأمين گردد . توصيه شده به محتويات صافي كمي آهك براي زيادتر شدن كلسيم و بالاتر رفتن PH محيط براي حذف بهتر ناخالصيها اضافه نمايند . گاهي مقداري لجن فعال به محتويات اين صافيها اضافه مي كنند . اگر محتويات گازهاي بالاي راكتور در 95 درجه فارنهايت بكار رود محتوي مقدار كافي رطوبت خواهد بود . در غير اينصورت لازم است با پاشش مقاديري آب رطوبت لازم را در محيط صافي توليد نمود . لازم است گاهگاهي محتويات صافي را به هم زد تا از چسبيدن آنها بهم جلوگيري شود .

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#75 Posted: 21 Jul 2011 13:50

Lpg & lng چيست؟
--------------------------------------------------------------------------------

LPG & LNG چيست؟ نويسنده : مصطفي ساغري(وب لاگ دانشجویان مهندسی شیمی) گاز مايع (LPG) Liquefied Petroleum GAS

گاز مايع که بصورت مخفف LPG ناميده مي شود معمولاً عمدتاً از دو ترکيب هيدروکربني پروپان و بوتان با فرمول شيميايي C4H10, C3H8 تشکيل شده است. بوتان خود شامل دو ترکيب ايزوبوتان ونرمال بوتان است. LPG که معمولاً در برخي نقاط دنيا به نام ترکيب عمده آن، پروپان، نيز شناخته مي شود بعنوان محصول فرعي فرآيندهاي تصفيه و توليد گاز طبيعي و پالايش نفت خام توليد مي شود. LPG در آمريکا عمدتاً از 90% پروپان، 5/2% بوتان و هيدروکربنهاي سنگين و مقدار کمي نيز اتان و پروپلين تشکيل شده است. گاز مايع فاقد رنگ، بو و مزه است و بطور کلي زيان آور نيست ولي در صورتيکه حجم زيادي از آن استشمام گردد باعث بيهوشي خواهد شد. به منظور آگاهي از نشت گاز مايع ترکيبات گوگرد دار بنام مرکاپتان شامل "اتيل مرکاپتان" و "متيل مرکاپتان" به گاز مايع افزوده مي شود. LPG در شرايط فشار و دماي عادي بصورت گاز است و تحت فشار atm10-8 ، اجزا آن به مايع تبديل مي شود. بنابراين نگهداري و حمل و نقل اين محصول به سادگي امکان پذير است. البته ترکيبات LPG براي مکانهاي مختلف و در فصول مختلف متفاوت است. براي مثال گاز مايع ارائه شده به مصرف کنندگان در ايران در فصول مختلف بين (90-50) درصد بوتان و (50-10) درصد پروپان و تا 2% ترکيبات سنگين تر مثلاً پنتان دارد. به علت کيفيت سوخت گاز مايع LPG و کاهش انتشار آلاينده ها، استفاده از اين سوخت در جهان به صورت فزاينده اي مورد توجه بوده و در کشورهاي مختلف مانند ايتاليا (با 1500000 خودرو)، ژاپن، امريکا، انگليس استفاده از اين سوخت جايگزين مورد حمايت و تشويق دولتها مي باشد.
مزاياي LPG شامل در دسترس بودن ( درکشورهاي توليد کننده)، ايمني، نياز به تغييرات جزيي در موتور خودروها و بازدهي مناسب سوخت مي باشد. جهت مايع نمودن، اين گاز در فشار حدود 8 تا 10 اتمسفر در مخازن فلزي با استحکام مناسب ذخيره مي شود. چون اين مخازن مجهز به شير قطع جريان در صورت نشت از خطوط انتقال سوخت هستد استفاده از آنها ايمن تر از بنزين مي باشد.
LPG به موتور محفظه احتراق به صورت بخار وارد مي شود، لذا روغن را از ديواره سيلندرها نمي شويد، يا در شرايط سرد بودن موتور، روغن را رقيق نمي کند. همچنين، مواد آلاينده مانند اسيد سولفوريک، ياذرات کربن را وارد روغن موتور نمي نمايد.
بنابراين موتورهايي که با سوخت گاز مايع کار مي کنند هزينه تعميرات و نگهداري کمتري خواهند داشت. چون LPG داراي عدد اکتان بالا حدود (RON=105) مي باشد قدرت موتور يا بازدهي سوخت بدون افزايش ضربه در موتور، با افزايش ضريب تراکم قابل افزايش است.

معايب LPG:
در مقايسه با بنزين، LPG داراي محتواي انرژي (energy content) کمتر است، لذا مخزن سوخت بايد بزرگتر از مخزن بنزين بوده و بعلت اينکه مخزن تحت فشار مي باشد سنگين تر خواهد بود و هزينه خودروهاي با سوخت LPG بين 2000 –1000 دلار گرانتر از خودروهاي بنزيني مي باشد. البته قيمت LPG در سطح جهاني تقريبا" مشابه قيمت بنزين است.
با توجه به اينکه گاز مايع بعنوان محصول فرعي پالايشگاههاي گاز و نفت توليد مي شود لذا فراواني منابع آن کاملاً محدود است. لذا بعنوان راه حل اساسي در کاهش الودگي و جايگزيني سوخت در بسياري از نقاط جهان نمي تواند مطرح باشد.
به لحاظ ايمني، چون گاز پروپان سنگين تر از هواست در صورت نشت، بصورت لکه روي سطح زمين باقي مانده و در آبهاي زيرزميني نيز نفوذ مي کند. امکان شعله ور شدن آن روي سطح زمين نيز هست. لذا از اين حيث بايد در حمل و نقل و حين استفاده، نهايت دقت در جلوگيري از نشت LPG صورت گيرد.
از ساير معايب اين سوخت مي توان به افت قدرت موتور در موتورهاي تبديلي به ميزان 10-15 درصد و عدم توانائي مناسب موتور در عبور از سربالائي ها اشاره نمود.
در موتورهاي تبديلي اگر موتور به طور مناسب تبديل نگرديده باشد در تابستانها گاز بصورت خشک سوخته و باعث جوش آمدن موتور مي گردد. و در زمستان نيز براي شروع و استارت موتور داراي مشکل بوده و بايد با بنزين موتور تبديلي روشن گردد.

انتشار گازهاي آلاينده:
از ديدگاه زيست محيطي استفاده از LPG بصورت استانداردداراي کمترين چرخه حيات انتشار گازهاي گلخانه اي در مقايسه با ساير سوختهاي تجاري است. پتانسيل کاهش اوزون با استفاده از اين سوخت به نصف بنزين کاهش مي يابد، همچنين انتشار هيدروکربنهاي نسوخته 3/1 اکسيدهاي نيتروژن 20%، منواکسيد کربن 60% در مقايسه با بنزين کاهش مي يابد

گاز طبيعي مايع (LNG)
گاز طبيعي چنانچه در فشار اتمسفر تا دماي F º260- سرد شود، به حالت مايع تبديل مي شود. LNG شامل بيش از 95 درصد متان و درصد کمي اتان و پروپان و ساير هيدروکربورهاي سنگين تر است. ساير ترکيبات و ناخالصي هاي گاز طبيعي مانند اکسيژن، آب، گازکربنيک و ترکيبات گوگردي طي فرآيند سرد کردن از گاز طبيعي جدا شده و گاز طبيعي در حالت مايع بدست مي آيد. البته LNG تا حد 100 درصد متان خالص نيز قابل دستيابي است. حجم LNG 600/1 حجم گاز طبيعي و دانسيته آن 42/0 دانسيته آب است. اين ماده، مايعي بي بو، بي رنگ و غير سمي است و نسبت به فلزات يا ساير مواد حالت خورندگي ندارد. LNG وقتي تبخير يا با هوا ترکيب شود در دامنه غلظت 5 تا 15 درصد مي سوزد. LNG يا بخار آن در محيط و فضاي باز حالت انفجاري ندارد. کليه آزمايشات انجام شده و خواص LNG، ايمن بودن اين سوخت را کاملاً تائيد مي کند زيرا نشت مايع LNG يا ابربخارات آن به محض تماس با زمين يا در اثر حرارت محيط به سرعت در هوا تبديل به گاز شده و چون در اين حالت از هوا سبک تر است در محيط پراکنده و منتشر مي شود. LNG در وهله اول براي خودروهاي سنگين ديزلي (HEAVY DUTY VEHICLE) کاربرد دارد. به لحاظ ارزش حرارتي و دانسيته انرژي، مشابه سوخت ديزل (گازوئيل) هست.
LNG در دماي ºF260- و فشار اتمسفريک در حالت مايع اشباع ( در دماي جوش مايع) است. بنابر اين مانند هر مايع در حال جوش چنانچه در فشار ثابت نگهداري شود (حتي با افزايش حرارت) در دماي ثابت خواهد ماند.
مادام که بخار LNG از مخازن خارج مي شود (boil off)، دماي مخزن ثابت مي ماند. اجزاء سيستم خودروهاي با سوخت LNG:
از لحاظ انتقال سوخت به موتور، مشابه موتورهاي با سوخت CNG است و سوخت به صورت بخار وارد موتور مي شود. فرق اساسي بين موتورهاي CNG, LNG در نحوه نگهداري و تحويل سوخت است.
مخازن ذخيره LNG دوجداره مي باشند و براي فشار کاري حداکثر تا 230 psi يا 16bar طراحي شده است. اين مخازن داراي لوله و اتصالات لازم براي خارج کردن گاز در صورت افزايش فشار ( با توجه به انتقال حرارت از محيط به مخزن) و يا انتقال سوخت در زمان مصرف هستند. اين مخازن مجهز به سيستم اعلام پايان سوخت گيري (پرشدن مخزن) نيز هستند. موتور خودروها گاز را در فشار 4 الي 9 بار (60-120 psi) مصرف مي کند.
معايب استفاده از LNG:
بسياري از مردم به استفاده از مواد در دماهاي پايين عادت نداشته لذا نياز به آموزش خاصي در زمينه استفاده از سوخت در دماي خيلي پايين هست.
در ايستگاههاي سوخت گيري خطوط انتقال گاز از مخزن به خودرو ( شامل لوله ها شيرآلات و وسايل اندازه گيري) جهت انتقال LNG در حالت مايع بايد پيش از شروع ، سوخت تا دماي ºF 260- سرد شوند در غير اينصورت منجر به تبخير بخشي از سوخت مي شود.
- حداکثر پرشدن مخزن دوجداره Cryogenic تا حد ماکزيمم ظرفيت، امکان پذير نيست زيرا به اندازه لازم فضاي خالي در بالاي سطح مايع جهت تبخير يا جوشيدن مايع بايد در مخزن در نظر گرفته شود.
مزاياي استفاده از LNG:
دانسيته انرژي بالاتري نسبت به سوختهاي گازي دارد، زيرا به شکل مايع ذخيره مي شود. مسافت پيمايش بيشتر و وزن کمتر مخازن ذخيره، استفاده از آن را در خودروهاي کوچکترامکان پذير مي سازد. سرعت سوختگيري بالا به نحوي که در خودروهاي بزرگ زمان سوختگيري 4 الي 6 دقيقه مي باشد (10 الي 40 گالن در دقيقه). ارزيابي و کنترل ترکيب سوخت با دقت بالايي امکان پذير است و با توجه به اينکه LNG توليد شده براي خودروها تا 99 درصد متان دارد، لذا کنترل و تعيين مناسب ترکيب سوخت بازدهي موتور و سوخت را نيز افزايش مي دهد.
منبع :
http://mimshimi82.persianblog.com

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#76 Posted: 21 Jul 2011 13:51

بيوگاز، انرژي از ياد رفته
--------------------------------------------------------------------------------

نويسنده :س.خ - شانا
امروزه گازهاي گوناگون و مفيدي براي سوخت، وجود دارند كه بيش از سه نوع آن در جهان استفاده مي شود. اين سه نوع عبارتند از: گاز مايع (ال.پي.جي) كه مخلوطي از بخش‌هاي پالايش شده نفت خام از قبيل پروپان، بوتان، پروپيلن و بوتيلن است. اين گاز به اين دليل كه به آساني به مايع تبديل مي شود، از آن براي سوخت سيلندر استفاده مي شود. نوع دوم، گاز طبيعي است كه از دو منبع عمده منابع گاز مستقل و گاز همراه (گاز حاصل از تفكيك نفت خام) تامين مي شود و نوع سوم بيوگاز است كه با آن بيشتر آشنا مي شويم.

درسال هاي اخير به دليل مشكلات ناشي از وابستگي گسترده به نفت و محدوديت منابع تجاري انرژي، به استفاده از بيوگاز بيشتر توجه شده است. بيوگاز بر اثر واكنش هاي تجزيه اي بي هوازي ميكروارگانيسم هاي زنده در محيطي که مواد آلي وجود دارد، توليد مي شود. از اين قبيل محيط ها مي توان به باتلاق ها و مرداب ها اشاره كرد و گازي كه در اين محيط ها توليد مي شود، به گاز مرداب معروف است. دليل نام گذاري اين گاز به بيوگاز اين است كه بر اثر تجزيه بي هوازي مواد آلي و بيولوژيك به وسيله ميكروارگانيسم هاي زنده توليد مي شود. بيوگاز مخلوطي از سه تركيب به نام هاي متان، دي اكسيد كربن و سولفيد هيدروژن است. تركيب عمده و قابل اشتعال بيوگاز، متان است كه سهم بيشتر اين گاز يعني 60 تا70 درصد آن را شامل مي شود. گاز متان، گازي است بي رنگ و بي بو كه اگر يك فوت مكعب آن بسوزد، 252 كيلوكالري انرژي حرارتي توليد مي كندکه در قياس با ساير مواد سوختي، رقم قابل توجهي است. دو تركيب ديگر به ويژه سولفيد هيدروژن كه سهم آن ناچيز است، جزء تركيب هاي سمي هستند. از مزيت هاي مهم متان به ديگر سوخت ها اين است كه هنگام سوختن، گاز سمي و خطرناك منواكسيد كربن توليد نمي كند؛ بنابراين از آن مي توان به عنوان سوخت ايمن و سالم در محيط خانه استفاده كرد. همان طور كه گفته شد، 60 تا70 درصد بيوگاز را گاز متان تشكيل مي دهد، اين درصد بالاي متان، بيوگاز را به عنوان منبع عالي و ممتاز انرژي هاي تجديدپذير براي جانشيني گاز طبيعي و ديگر سوخت هاي فسيلي قرار داده است. امروزه از بيوگاز در گرم كردن ديگ هاي بخار كارخانه ها، موتور ژنراتورها براي توليد برق،گرم كردن خانه ها و پخت و پز استفاده مي شود. استفاده از فناوري توليد بيوگاز در ايران، تاکنون کاربرد عمومي نيافته است و در مرحله آزمايشگاهي است؛ درحالي که در کشورهاي اروپاي غربي، جنوب شرقي آسيا و به ويژه چين و هندوستان اين فناوري بسيار قابل توجه است و اين كشورها با بهره گيري از اين فناوري نياز خود را به سوخت برطرف كرده اند.

سوئد، يكي از بهترين مصرف كنندگان بيوگاز در صنعت حمل و نقل است و برنامه ريزي شده است تا سال ۲۰۵۰ ميلادي ۴۰ درصد از نياز اين كشور در بخش حمل و نقل از طريق بيوگاز تامين شود. براساس اين گزارش، هزينه توليد بيوگاز در سوئد از توليد بنزين با صرفه تر است، زيرا توليد يك مترمكعب بيوگاز كه شامل توليد، اصلاح و متراكم سازي است، ۵/۳ تا ۵/۴ كرون سوئد است كه اين مقدار، حدود ۷۰ درصد هزينه هاي جاري بنزين در سوئد است. بررسي ها نشان مي دهد درصورت استفاده از بيوگاز در صنعت حمل و نقل، ميزان آلاينده دي اكسيدكربن كه سبب افزايش گاز گلخانه اي جهان مي شود تا حدود ۶۵ تا ۸۵ درصد كاهش مي يابد.
باكتري هاي ويژه اي واكنش هاي تجزيه اي و بي هوازي مواد آلي را به منظور توليد بيوگاز انجام مي دهند. اين گروه باكتري ها قادر به شكستن و تجزيه مواد آلي پيچيده و ساده هستند كه سرانجام به توليد بيوگاز منجرمي شود. اين باكتري ها از باكتري هاي مزوفيل و تا حدودي گرما دوست، هستند و در دماي 75 تا 100 درجه فارنهايت مي توانند زندگي كنند. تحقيقات نشان مي دهد كه بهترين دما براي رشد اين گونه باكتري ها 95 درجه فارنهايت است كه در اين دما باكتري ها بيشترين فعاليت آنزيمي را براي تجزيه موادآلي و توليد بيوگاز دارند. با توجه به اين موضوع در فصل زمستان كه هوا سرد است، توليد بيوگاز در مرداب ها و باتلاق ها متوقف مي شود. از شرايط مطلوب ديگر براي توليد بيوگاز، قليايي بودن (PH=7-8) محيط واكنش است.

تجزيه و تبديل فضولات و مواد گنديده آلي كه مي تواند محصول حيوانات اهلي و يا گياهان باشد، به وسيله باكتري ها در دو مرحله به بيوگاز و بيوماس تبديل مي شود. از بيوگاز استفاده هاي فراواني مي توان كرد و از بيوماس هم به عنوان كود آلي مي توان بهره برد. در مرحله نخست اين واكنش بيولوژيك، باكتري هاي بي هوازي مواد آلي گنديده را به اسيد هاي آلي تبديل مي كنند. در مرحله دوم، گروه ديگري از باكتري ها اسيد هاي آلي به وجود آمده را تجزيه مي كنند كه در نتيجه آن بيوگاز كه بخش عمده آن متان است، توليد مي شود.
براي توليد بيوگاز در مناطق روستايي و مجتمع هاي كشاورزي و دامپروري مي توان اقدام به ساخت دستگاه بيوگاز كرد كه ساخت آن بسيار آسان و از بخش هاي زير تشكيل شده است:

- تانك تخمير:

تانك تخمير، بخش اصلي دستگاه بيوگاز است كه معمولاً به شكل استوانه و از جنس آجر و يا بتون ساخته مي شود. اين تانك را مي توان يا به صورت كامل درون زمين و يا بخشي از آن را در روي زمين ساخت. مواد زايد آلي پس از ورود به تانك به مدت يك تا دو ماه در آن نگهداري مي شوند. در طول اين مدت، مواد زايد آلي درشرايط بي هوازي و براثر فعاليت باكتري ها تجزيه مي شوند. نتيجه اين تجزيه، توليد بيوگاز و مقداري بيوماس است كه با تخليه مرتب بيوماس و و اضافه كردن مواد زايد جديد در تمام روزهاي سال مي تواند ادامه داشته باشد.

- محفظه گاز:

اين محفظه به صورت سرپوشي شناور يا ثابت از جنس فلزي يا بتوني در روي بخش فوقاني تانك تخمير قرار مي گيرد. گازهاي توليدي در تانك تخمير در بخش زير اين سرپوش جمع مي شود كه از طريق لوله كشي مي توان آن را به نقطه مصرف انتقال داد. نكته مهم در باره اين محفظه اين است كه از افزايش فشار گاز در اين محفظه جلوگيري شود؛ بنابراين با نصب فشار سنج در اين محفظه مي توان فشار گاز را كنترل كرد. - لوله هاي ورودي و خروجي: هدف از لوله هاي ورودي و خروجي در دستگاه بيوگاز، ورود مواد خام و تخليه بيوماس از تانك تخمير است. جنس لوله ها را مي توان از نوع پلاستيكي يا بتوني انتخاب كرد. در مناطق روستايي هر خانوار مي تواند به طور انفرادي يك دستگاه بيوگاز داشته باشد و يا چند خانوار ساكن در كنار هم مي توانند به طور اشتراكي يك دستگاه بيوگاز بسازند. براساس محاسبات انجام شده، كود حاصل از سه راس گاو و يا چند راس گوسفند پاسخ گوي توليد گاز مصرفي هر خانوار در طول سال است. كه اين ميزان توليد گاز، حدود 500 ليتر به ازاي هر كيلوگرم فضولات تجزيه شده است. بهره برداري و نگهداري از دستگاه بيوگاز به مهارت خاصي نياز ندارد و هركس به راحتي مي تواند از آن استفاده كند. با توجه به موارد يادشده، لزوم برنامه ريزي براي گسترش منابع انرژي غيرنفتي و استفاده از انرژي هاي نو در كشورمان به خوبي احساس مي شود. با انجام مطالعات و تحقيقات و مشاركت در ساخت دستگاه هاي بيوگاز در مناطق روستايي مي توان در مصرف سوخت هاي نفتي به شدت صرفه جويي كرد.
در يك نتيجه گيري كلي استفاده از بيوگاز در زندگي روزمره مي تواند فايده هاي زير را به دنبال داشته باشد:

- بيوگاز به عنوان يك منبع انرژي محلي و تجديد شونده؛
- بهبود وضعيت ايمني صنعتي و خانگي، همچنين سودآور بودن آن؛
- بهبود وضعيت كيفيت هوا و كاهش بوهاي نامطبوع؛
- كاهش انتشارگازهاي گلخانه اي دشمن لايه ازون؛
- رشد اقتصادي و تضمين منبع انرژي؛
- جمع آوري مواد زايد و حيواني در يك نقطه و جلوگيري از پراكندگي آنها در محيط اطراف؛
- استفاده از بيوماس توليدي به عنوان كود سالم و مطمئن در كشاورزي
وبسایت عسلویه

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#77 Posted: 21 Jul 2011 13:52

سوخت هيدروژن
--------------------------------------------------------------------------------

نويسنده : س.خ - شانا
امروزه گاز هيدروژن براي استفاده در موتورهاي احتراقي و وسايل نقليه الكتريكي باتري دار مورد بررسي قرار گرفته است. هيدروژن در دما و فشار طبيعي، يك گاز است و به اين علت، انتقال و ذخيره آن از سوخت هاي مايع ديگر، دشوارتر است. سامانه ‌هايي كه براي ذخيره هيدروژن توسعه يافته‌اند، عبارتند از:

هيدروژن فشرده، هيدروژن مايع و پيوند شيميايي ميان هيدروژن و يك ماده ذخيره (براي مثال، هيدريد فلزات).

با اين كه تاكنون هيچ سامانه حمل و نقل و توزيع مناسبي براي هيدروژن وجود نداشته، اما توانايي توليد اين سوخت از مجموعه متنوعي از منابع و خصوصيت پاك سوز بودن آن، هيدروژن را به سوخت جانشين مناسبي تبديل كرده است.
هيدروژن يکي از ساده‌ترين و سبك‌ترين سوخت هاي گازي است که در فشار اتمسفري و دماي جوي حالت گاز دارد. سوخت هيدروژن همان گاز خالص هيدروژن نيست، بلكه مقدار كمي اكسيژن و ديگر مواد را نيز با خود دارد. منابع توليد سوخت هيدروژن شامل گاز طبيعي ، زغال سنگ ، بنزين و الكل متيليك هستند. فرآيند فتوسنتز در باكتري ها يا جلبك ها و يا شكافتن آب به دو عنصر هيدروژن و اكسيژن به كمك جريان الكتريسيته يا نور مستقيم خورشيد از آب، روش هاي ديگري براي توليد هيدروژن هستند.
در صنعت و آزمايشگاه هاي شيمي، توليد هيدروژن به طور معمول با استفاده از دو روش شدني است: 1- الكتروليز 2- توليد گاز مصنوعي از بازسازي بخار يا اكسيداسيون ناقص. در روش الكتروليز با استفاده از انرژي الكتريكي، مولكول‌هاي آب به هيدروژن و اكسيژن تجزيه مي‌شوند. انرژي الكتريكي را مي‌توان از هر منبع توليد الكتريسيته كه شامل سوخت هاي تجديد پذير نيز مي‌شوند، به دست آورد. وزارت نيروي آمريكا به اين نتيجه رسيده است كه استفاده از روش الكتروليز براي توليد مقادير زياد هيدروژن در آينده مناسب نخواهد بود.
روش ديگر براي توليد گاز مصنوعي، بازسازي بخار گاز طبيعي است. در اين روش، مي‌توان از هيدروكربن‌هاي ديگر نيز به عنوان ذخاير تامين مواد استفاده كرد. براي نمونه، مي‌توان زغال سنگ و ديگر مواد آلي (بيوماس) را به حالت گازي درآورد و آن را در فرآيند بازسازي بخار براي توليد هيدروژن به كار برد. از طرفي چون هيدروکربن هاي فسيلي محدود و رو به اتمام هستند، پس بهتر است ديد خود را به سمت استفاده از منابع تجديد شونده معطوف کنيم.
گاز هيدروژن مي تواند هم از منابع اوليه تجديد پذير و هم از منابع تجديد ناپذير توليد شود. امروزه توليد گاز هيدروژن از منابع تجديد پذير به سرعت مراحل توسعه و رشد خود را مي پيمايد. اين در حالي است که توليد گاز هيدروژن از منابع تجديد ناپذير به ويژه منابع فسيلي به علت محدود بودن اين منابع روز به روز کاهش مي يابد.

گاز هيدروژن در اثر واکنش هاي تخميري ميکروارگانيسم هاي زنده، به ويژه باکتري ها و مخمر ها روي بيوماس، توليد مي شود. بيوماس از منابع اوليه تجديد پذير است که از موادي مانند علوفه، ضايعات گياهان و فضولات حيوانات به دست مي آيد. در روند توليد گاز هيدروژن، باکتري هاي بي هوازي با استفاده از پديده تخمير، مواد آلي و آب را به گاز هيدروژن تبديل مي کنند. براي توليد هيدروژن به وسيله باکتري ها دو نوع تخمير وجود دارد: يک نوع تخمير نوري است که در آن به منبع نور نياز است و نوع ديگر، تخمير در تاريکي است که نيازي به نور ندارد. در اين واکنش ها منابع کربني زيادي استفاده مي شود که همگي از بيوماس تامين مي شوند.

در طبيعت ميکروارگانيسم هاي بي هوازي در غياب اکسيژن و با استفاده از پديده تخمير، گاز هيدروژن توليد مي کنند، ولي مقدار اين گاز از نظر کمي پايين است و از نظر اقتصادي براي مصارف صنعتي و خانگي و ... قابل توجيه نيست؛ از اين رو بايد با استفاده از روش هايي، بازده توليد گاز هيدروژن را افزايش داد. يکي از روش هايي که مي توان بازده توليد گاز هيدروژن را بالا برد، تغييرات ژنتيک در ژنوم اين باکتري ها با استفاده از روش هاي مهندسي ژنتيک و بيوتکنولوژي است. روش ديگر، استفاده از ترکيبي از باکتري هاي هوازي و بي هوازي در کنار هم است. در اين روش چون باکتري هاي بي هوازي در فرآيند تخمير توليد اسيد هاي آلي مي کنند، رفته رفته محيط واکنش اسيدي مي شود و PH پايين مي آيد؛ از اين رو توليد هيدروژن کاهش مي يابد. ولي هنگامي که باکتري هاي هوازي در محيط باشند، از اسيد هاي آلي استفاده و آنها از محيط خارج مي کنند؛ در نتيجه راندمان توليد گاز هيدروژن بالا مي رود.

تحقيق و توسعه

وزارت نيروي آمريكا براي توسعه استفاده از هيدروژن دو برنامه اصلي را دنبال مي‌كند که يکي برنامه هيدروژن وزارت نيرو و ديگري شبكه اطلاعاتي تكنولوژي‌هاي هيدروژن است. هيدروژن، سومين انرژي فراوان بر روي سطح زمين است. همان طور كه به صورت ابتدايي در آب و تركيبات آلي يافت مي شود. هيدروژن از هيدروكربن ها يا آب به دست مي آيد و هنگامي كه به عنوان سوخت مصرف مي شود، يا براي توليد الكتريسيته از آن استفاده مي شود و يا با تركيب مجدد با اكسيژن توليد آب مي كند. از اين رو و با توجه به قابليت بالاي توليد انرژي در اين سوخت اخيراً تلاش هاي زيادي براي جانشين کردن اين سوخت صورت مي گيرد.

مسائل ايمني

هيدروژن از ديدگاه ايمني نيز مطمئن و مطلوب است و براي حمل ونقل ، نگهداري و استفاده، خطرناك تر از سوخت هاي رايج ديگر نيست. به هر صورت مسائل ايمني همچنان به عنوان يكي از اساسي‌ترين مقوله ها در استفاده از انرژي هيدروژن باقي مي ماند.استانداردهاي متداول دنيا امنيت استفاده از آن را با سختگيري در طراحي‌ و انجام آزمايش هاي متعدد فراهم مي آورد. همچنين در حوزة نگهداري و حمل آن، استانداردهاي بسياري براي تمام تجهيزات مرتبط تدوين شده است.

اقتصاد هيدروژن

براي هيدروژن به عنوان يك سوخت، سيستم توزيعي مناسبي وجود ندارد. با اين كه معمولاً انتقال از طريق خط لوله با صرفه‌ترين راه انتقال سوخت‌هاي گازي است، اما در حال حاضر سيستم خط لوله مناسبي موجود نيست. انتقال هيدروژن به طور خاص از طريق مخزن و تانكرهاي گاز صورت مي‌گيرد. استفاده از هيدروژن به عنوان سوخت به يك زير ساختار براي حمل ونقل و نگهداري و با توجه به مسائل ايمني و اقتصادي نياز دارد.
ديدگاه ايجاد يك زير ساختار كه هيدروژن را به عنوان منبع انرژي مورد استفاده قرار مي‌دهد، مفهوم اقتصادي بودن اين طرح را پديد آورده كه بهترين راه جهت ايجاد تقاضاي بيشتر براي توليد و مصرف اين انرژي است، زيرا منابع توليد هيدروژن بسيار ارزان و دردسترس هستند. هيدروژن قابليت بالايي براي توليد انرژي دارد و ميزان آلودگي ناشي از مصرف اين سوخت در محيط زيست بسيار کم است. اين سوخت به عنوان منبعي تجديدپذير، پاک و فراوان تر از سوخت فسيلي مي تواند کاربرد زيادي براي نيروگاه ها و بخش حمل و نقل داشته باشد.
ویسایت عسلویه

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#78 Posted: 21 Jul 2011 13:53

انواع گاز طبيعي
--------------------------------------------------------------------------------

نويسنده : ايستگاه گاز نيروگاه نكا - صحي الف :گاز ساختگي (SUBSTITUTE NATURAL)

گاز ساختگي را مي توان مانند گاز سنتز از گازسازي زغال سنگ و يا گازرساني مواد نفتي بدست اورد ارزش گرمايي اين گاز در مقايسه با گاز سنتز بسيار بالاتر است چون مانند گاز طبيعي بخش عمده آن را گاز متان تشكيل مي دهد. گاز ساختگي را مي توان با روش لورگي نيز بدست آورد ( همچنين نگاه كنيد به لورگي - رهرگس فرايند) .

ب: گاز سنتز (SYNTHESIS GAS)

گاز سنتز گازي است بي بو ، بي رنگ و سمي كه در حضور هوا و دماي 574 درجه سانتيگراد بدون شعله مي سوزد. وزن مخصوص گاز سنتز بستگي به ميزان درصد هيدروژن و كربن منواكسيد دارد از گاز سنتز مي توان به عنوان منبع هيدروژن براي توليد آمونياك ،متانول و هيدروژن دهي در عمليات پالايش و حتي به عنوان سوخت استفاده كرد گاز سنتز از گاز طبيعي ، نفتا، مواد سنگين و زغال سنگ بدست مي آيد . معمولا براي توليد هر يك تن گاز سنتز كه در آن نسبت مولي H2/CO=1 باشد ، به 0/55 تن متان نياز است . در صورتي كه اين نسبت 3 باشد 0/49 تن متان لازم خواهد بود. تهيه گاز سنتز از منابع هيدروكربورها امكان پذير است كه به شرح زير خلاصه مي شود:

1- تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ و يا گازي كردن زغال سنگ بخار آب و اكسيژن در دماي 870 درجه سانتيگراد و فشار 27 اتمسفر با زغال سنگ تركيب مي شود محصول حاوي 22.9 درصد هيدروژن 46.2 درصد كربن منو اكسيد ،7.8 درصد كربن دي اكسيد ، 22.5 درصد آب و 0.6 درصد كربن متان و نيتروژن است پس از جداسازي گاز كربن دي اكيد ، محصول براي فروش از طريق خطوط لوله عرضه مي شود. در نمودار زير فرايند توليد گاز سنتز از زغال سنگ نشان داده شده است.

2- تهيه گاز سنتز از مواد سنگين نفتي مواد سنگين نفتي با اكسيژن ( نه هوا) در دماي 1370 درجه سانتيگراد و فشار 102 اتمسفر تركيب شده و گاز سنتز توليد مي كند.

3- تهيه گاز سنتز از نفتا نفتا با بخار آب در مجاورت كاتاليست نيكل در دماي 885 درجه سانتيگراد و فشار 25 اتمسفر تركيب وگاز سنتز حاصل مي شود.

4- تهيه گاز سنتز از گاز طبيعي اين روش كه در جهان متداول تر است در در دو مرحله كراكينگ و خالص سازي ، گاز طبيعي به گاز سنتز تبديل مي گردد.در اين روش از كبالت ، موليبديم و اكسيد روي به عنوان كاتاليست استفاده مي شود. محصول نهايي حاوي 83.8 درصد هيدروژن ، 14.8 درصد كربن منواكسيد 0.1 درصد كربن دي اكسيد و مقداري متان نيتروژن و بخار آب است. فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در شكل نشان داده شده است.

ج: گاز شهري (TOWN GAS)

اصطلاحا به گازي گفته مي شود كه از طريق خط لوله از يك مجتمع توليد گاز به مصرف كنندگان تحويل مي شود . گاز شهري يا از زغال سنگ و يا از نفتا توليد و در مناطقي مصرف مي شود كه يا گاز طبيعي در دسترس نباشد و يا زغال سنگ ارزان به وفور يافت شود تركيب گاز شهري هيدروژن %50، متان%20 تا %30، كربن منواكسيد %7 تا %17، كربن دي اكسيد%3، نيتروژن %8، هيدروكربورها %8 علاوه بر اين ناخالصي هاي ديگري مانند بخار آب ، امونيال ، گوگرد، اسيد سيانيدريك نيز در گاز شهري وجود دارد. به گاز شهري گاز زغال سنگ و يا گاز سنتز نيز مي گويند. در ايران گازي كه از طريق خط لوله به مشتركين در شهرها عرضه مي گردد گاز طبيعي است و تركيب آن مشابه گاز شهري نيست.

د: گاز شيرين (SWEET GAS)

گازشيرين گازي است كه هيدروژن سولفيد و كربن دي اكسيد آن گرفته شده باشد.

س: گاز طبيعي (NATURAL GAS)

گاز طبيعي عمدتا از هيدروكربوها همراه با گازهايي مانند كربن دي اكسيد ، نيتروژن و در بعضي از مواقع هيدروژن سولفيد تشكيل شده است بخش عمده هيدروكربورها را گاز متان تشكيل مي دهد و هيدروكربورهاي ديگر به ترتيب عبارتند از اتان ، پروپان ، بوتان، پنتان و هيدروكربورهاي سنگين تر ناخالصي هاي غيرهيدروكربوري نيز مانند آب ، كربن دي اكسيد ، هيدروژن سولفيد و نيتروژن در گاز طبيعي وجود دارد. گاز چنانچه در نفت خام حل شده باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد و اگر در تماس مستقيم با نفت از گاز اشباع شده باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) ناميده مي شود.
گاز غير همراه ( NON-ASSOCIATED GAS)از ذخايري كه فقط قادر به توليد گاز به صورت تجاري باشد استخراج مي شود در بعضي موارد گاز غير همراه حاوي بنزين طبيعي و يا چكيده نفتي ( CONDENSATE) استخراج مي شود كه حجم قابل توجهي از گاز را از هر بشكه هيدروكربور بسيار سبك آزاد مي كند.

ش: گاز طبيعي فشرده ( COMPRESSED NATURAL GAS)

گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و دراكثر نقاط جهان يافت مي شود. (نگاه كنيد به گاز طبيعي ) گاز طبيعي را مي توان از طريق خط لوله و يا به صورت گاز طبيعي مايع شده (LNG) با نفتكش حمل نمود. از گاز طبيعي فشرده و يا به اختصار سي ان جي مي توان در اتومبيل هاي احتراقي به عنوان سوخت استفاده كرد در حال حاضر حدود يك ميليون وسيله نقليه در جهان با گاز فشرده حركت مي كنند. در ايتاليا در مقياس وسيعي از سي ان جي استفاده مي شود و در زلاندنو و آمريكاي شمالي نيز استفاده از گاز طبيعي فشرده رواج دارد.
تركيبات گاز طبيعي متفاوت است و بستگي به نوع ميدان گازي دارد كه از ان بدست امده است ناخالصي ها شامل هيدروكربورهاي سنگين ، نيتروژن ، دي اكسيد، اكسيژن و هيدروژن سولفيد مي باشد. در اتومبيل گاز طبيعي فشرده بايد در مخزن سنگين و بزرگ و در فشاري برابر 220 اتمسفر ذخيره گردد. البته از لحاظ ميزان ذخيره و ارزش حرارتي سي ان جي كه حدود 8/8 هزار ژول /ليتر است ( در مقايسه بنزين حدود 32 هزار ژول مي باشد مسافتي كه اتومبيل مي پيمايد محدود خواهد بود. علاوه بر اين به علت محدوديت تعداد ايستگاه اي سوخت گيري اتومبيل بايد به نحوي طراحي شود كه علاوه بر سي ان جي بتواند از بنزين هم استفاده نمايد.

مزاياي سي ان جي به شرح زير است:

1- موتور در هواي سرد به راحتي روشن مي شود.
2-سي ان جي اكتان بسيار بالايي دارد.
3- تميز مي سوزد و ته نشين كمتري در موتور ايجاد مي كند.
4- هزينه تعميراتي موتور كمتر است.
5- مواد آلاينده ناچيزي از اگزوز خارج مي گردد. معايت سي ان جي به شرح زير است:

1- چون به صورت گاز وارد موتور مي شود هواي بيشتري در مقايسه با بنزين جايگزين مي كند و در نتيجه كارايي حجمي پايين تري دارد.
2- مسافت كوتاه تري در مقايسه با اتومبيل هاي بنزين طي مي كند مگر انكه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزين هم استفاده نمايد.
3- قدرت موتور اتومبيل هاي گاز سوز رويهمرفته 15 درصد كمتر از اتومبيل هاي بنزين سوز است.
4- ساييدگي نشيمنگاه شير كه بستگي به ميزان رانندگي دارد بيشتر است.
5- خطر بيشتر آتش سوزي در هنگام تصادف در مقايسه با اتومبيل هاي بنزيني ( البته تاكنون در سوابق ايمني خطر بيشتر ثابت نشده است) در ايران طرح گاز سوز كردن خودروها يا استفاده از گاز طبيعي فشرده يكي از برنامه هاي اساسي شركت ملي گاز ايران است در شهرهاي شيراز ، مشهد و تهران چندين جايگاه تحويل سوخت با تاسيسات و دستگاه هاي جانبي و كارگاه تبديل سيستم خودروها از بنزين سوز به گاز سوز احداث شده و مورد بهرهه برداري قرار گرفته است و عمليات اجرايي براي ساخت تعداد ديگري ايستگاه در دست اجرا قرار دارد.

الف: مايعات گاز طبيعي (NATURAL GAS LIQUIDS)

مايعات گاز طبيعي معمولا همراه با توليد گاز طبيعي حاصل مي شود. مايعات گازي (Gas liquids) نيز مترادف مايعات گاز طبيعي مي باشد. مايعات گاز طبيعي را نبايد با گاز طبيعي مايع و يا ال ان جي اشتباه كرد مواد متشكله در مايعات گاز طبيعي عبارت است از اتان ، گاز مايع ( پروپان و بوتان ) و بنزين طبيعي (natural gasoline) و يا كاندنسيت ( condensate) كه درصد هر كدام بستگي به نوع گاز طبيعي و امكانات بهره برداري دارد.
در سال 1996 كل توليد مايعات گاز طبيعي در جهان بالغ بر روزانه 5.7 ميليون بشكه بوده كه از اين مقدار توليد اوپك در حدود 2.6 ميليون بشكه در روز گزارش شده است.

ب: گاز طبيعي مايع ( Liquefied natural gas LNG)

گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و چنانچه تا منهاي 161 درجه سانتيگراد در فشار اتمسفر سرد شود به مايع تبديل مي شود و حجم ان به يك ششصدم حجم گاز اوليه كاهش مي يابد در نتيجه حمل آن در كشتي هاي ويژه به مراكز مصرف امكان پذير مي شود براي مايع كردن گاز متان مي توان آن را تا 2/5 درجه سانتيگراد زير صفر خنك نمود و تحت زير صفر خنك نمود و تحت فشار 45 اتمسفر به مايع تبديل كرد اين روش از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه است ولي از طرف ديگر حمل ان تحت فشار زياد احتياج به مخازن بسيار سنگين با جدار ضخيم دارد كه امكان پذير نيست و از نظر ايمني توصيه نمي شود در نتيجه در فرايند توليد گاز طبيعي مايع ، فشار آن رابه اندكي بيش از يك اتمسفر كاهش مي دهند تا حمل آن آسان باشد.
اولين محموله گاز طبيعي مايع يا به اختصار ال ان جي به صورت تجاري در سال 1964 از الجزاير به بريتانيا حمل شد و از ان هنگام تجارت گاكردن امكانات بندري و ذخيره سازي در بنادر بارگيري و تخليه و همچنين ساخت كشتي هاي ويژه حمل ال ان جي احتياج به سرمايه گذاري هنگفتي دارد در حالي كه قيمت فروش گاز طبيعي مايع در حال حاضر در سطح نازلي است لذا فروشنده و خريدار بايد قبلاً نسبت به انعقاد يك قرارداد طولاني 15 الي 20 ساله نحوه قيمت گذاري و ساير شرايط توافق لازم را به عمل آورند.
در توليد گاز مايع چهار مرحله عمده وجود دارد:

1- جداسازي ناخالصي ها كه عمدتا از كربن دي اكسيد و در برخي از موارد تركيبات گوگردي تشكيل شده است.
2- جداسازي آب كه اگر در سيستم وجود داشته باشد به كريستالهاي يخ تبديل شده و موجب انسداد لوله ها مي گردد.
3- تمام هيدروكربورهاي سنگين جدا شده و تنها متان و اتان باقي مي ماند.
4- گاز باقي مانده تا 160 درجه سانتگراد سرد شده و به حالت مابع در فشار اتمسفر تبديل مي شود. گاز طبيعي مايع در مخازن ويژه عايق كاري شده نگهداري و سپس براي حمل به كشور مقصد تحويل كشتي هاي ويژه سرمازا( CRYOGENIC TANKERS) مي گردد. در حين حمل معمولا بخشي از گاز تبخير شده به مصرف سوخت موتور كشتي مي رسد. در بندر مقصد گاز طبيعي مايع تخليه مي گردد تا هنگام نياز به مصرف برسد قبل از مصرف گاز طبيعي مايع مجدداً به گاز تبديل مي شود. در فرايند تبديل مجدد به گاز سرماي زيادي آزاد مي شود كه مي توان از اين سرما مثلا براي انجماد موادغذايي و يا مصارف ديگر تجاري استفاده كرد .

ج:گاز غير همراه (NON-ASSOCIATED GAS)

گاز غير همراه از مياديني كه تنها توليد گاز از انها به صورت اقتصادي امكان دارد استخراج مي شود به گاز استخراج شده از ميادين نفت ميعاني كه درصد گاز حاصله از هر بشكه هيدروكربورهاي مايع سبكه خيلي زياد است نيز گاز غير همراه مي گويند.

چ: كلاهك( CAG CAP)

) حجمي از لايه مخزن در اعماق زمين را كلاهك گاز و يا گنبد گاز (GAS DOME) ناميده اند كه در آن گاز در بالاي نفت جمع شود. معمولا مرتفع ترين ، يا يكي از مرتفع ترين مناطق لايه مخزن محسوب مي گردد.

د: گاز كلاهك گاز (GAS CAP GAS)

گاز كلاهك به گازي گفته مي شود كه در كلاهك گاز محبوس شده باشد.

ذ: گاز مايع (LPG)

مايع و يا به اختصار ال پي جي از پروپان و بوتان تشكيل شده است گازي كه در سيلندر نگهداري مي شود و در منازل مورد استفاده قرار مي گيرد همان گاز مايع و يا مخلوط پروپان و بوتان است. گاز مايع را مي توان از سه منبع بدست آورد:

1- گاز طبيعي غير همراه گاز ترو ترش از ميدان گاز طبيعي را پس از خشك كردن و گوگردزدايي مي توان تفكيك كرد و پروپان و بوتان را بدست آورد.

2- گاز طبيعي همراه پس از تفكيك و پالايش گاز طبيعي همراه با نفت خام نيز مي توان پروپان و بوتان آن را جدا نمود.

3- نفت خام بخشي از پروپان و بوتان در نفت خام باقي مي ماند كه مي توان آن را با پالايش نفت خام بدست آورد همچنين در فرايند شكستن ملكولي و يا فرايند افزايش اكتان بنزين نيز ، پروپان و بوتان به صورت محصول جانبي حاصل مي شود. در آميزه گاز مايع درصد پروپان و بوتان بسيار مهم است در تابستانها كه هوا گرم است درصد بوتان را اضافه مي كنند ولي در زمستان با افزايش ميزان پروپان در حقيقت به تبخير بهتر آن كمك مي نمايند معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است .

در جهان روزانه بيش از 5 ميليون بشكه گاز مايع مصرف مي شود مصارف گاز مايع در كشورهاي مختلف متفاوت است متوسط درصد مصرف آن طي دهه 1990 در جهان در بخش هاي مختلف به شرح زير است:

تجاري و خانگي %60، صنايع شيميايي %15، صنعتي %15، خدماتي %5، توليد بنزين%5 هر تن متر يك پروپان معادل 12.8 بشكه و بوتان برابر 11.1 بشكه است. گاز مايع را با كاميون هاي مخصوص خط لوله و يا كشتي هاي ويژه اي كه براي همين منظور ساخته شده است حمل مي نمايند.

الف: گاز مشعل (FLARE GAS)
هيدروكربورهاي سبك ممكن است به صورت گاز از شيرهاي ايمني در دستگاه هاي بهره برداري ، پالايشگاه ها و يا مجتمع هاي پتروشيمي ، گذشته و از طريق مشعل سوزانده شود چنانچه يكي از واحدهاي پالايشگاه به علت بروز اشكالاتي در سيستم برق يا آب سرد كننده از كار بيفتد لازم است كه مقادير خوراك مجتمع و يا محصولات پالايشگاه از طريق دودكش به مشعل هدايت و سوزانده شود تا از خطرات احتمالي جلوگيري شود. در مجتمع هاي بزرگتر و مجهزتر معمولا دستگاه هاي بازياب نصب شده كه مي توان در مواقع اضطراري بخشي از مايعات و يا گازها را به انجا هدايت كرد و از وسوختن آنها جلوگيري نمود.

ب: گاز همراه (ASSOCIATED GAS)
گاز همراه يا به صورت محلول در نفت خام است كه در مراحل بهره برداري از نفت خام جدا مي شود و يا به صورت جداگانه از نفت خام اشباع شده حاصل مي شود

منبع: وبسایت عسلویه

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#79 Posted: 21 Jul 2011 13:54

سیستم تقلیل فشار گاز
--------------------------------------------------------------------------------

سیستم تقلیل فشار گاز بخشی از تاسیسات گازرسانی بوده که بنا به ضرورت و نیاز واحد های مصرف کننده به اشکال مختلف طراحی می گردند.

تعاریف

برای هماهنگی و مطابقت مشخصات فیزیکی گاز موجود در خطوط لوله با مشخصات فیزیکی گاز موزد نیاز مصرف کنندگان نیاز به سیستم های تقلیل فشار گاز می باشد. این مشخصات عمدتا شامل مقدار جریان گاز , سطح مایعات در مخازن , مقدار فشار و درجه حرارت می باشند که بایستی به طور خودکار کنترل و ثبت گردند.

مقدار جریان گاز: اندازه گیری مقدار جریان گاز که حجم جابجایی سیال از یک نقطه به نقطه دیگر در واحد زمان بوده دبی نامیده میشود.

DB= FLOW RATE = V/ T

از ابزار های اندازه گیری چون اریفیس متر یا انواع کنترل های جابجایی پیستونی-مرطوب-روتوسیلی-دیافراگمی و کنتورهای توربینی استفاده میگردد.

سطح مایعات: اندازه گیری سطح مایعات یا مقداری از سطح مایع با گاز یا هوا در تماس است را معمولا بر حسب درصدی از حجم مخزن بیان مینمایند و برای اندازه گیری آن از روش های فشاری که از طریق نصب فشار سنج در کف مخزن واندازه گیری فشار ناشی از ستون مایع ٬ ارتفاع مایع را تعیین می کنند. روش دستی که با استفاده از خط کش و باز نمودن شیرهای متفاوت در سطوح مختلف مخزن میتوان ارتفاع مایع را در مخزن اندازه گرفت. به روش شناوری که در این روش حباب شناوری روی سطح مایع قرار میگیرد ٬ چون تغییرات سطح مایع این حباب را بالا و پایین خواهد برد از حرکت این شناور میتوان به میزان سطح مایع پی برد.

فشار: برای اندازه گیری فشار از دستگاههای مانومتر ٬لوله بوردون ٬ بلوز ٬کپسول و مجموعه دیافراگم استفاده می گردد.

انواع مختلف مانومتر عبارتست از مانومتر U شکل که برای اندازه گیری فشار های کم از صفر تا 4 اینچ آب و فشارهای زیاد از صفر تا 48 اینچ جیوه مورد استفاده قرار می گیرد. مانومتر مخزن دار که برای اندازه گیری فشارهای کم تا 12 اینچ آب و فشارهای زیاد تا 48 اینچ جیوه استفاده می شود. مانو متر مایل که جهت اندازه گیری فشار های کم تا 0.5 اینچ آب مورد استفاده قرار میگیرد.

وسیله اندازه گیری بلوز یا فانوسی که بیشتر در کنترلرها استفاده شده و معمولا برای فشار 15 PSI بکار می روند

کپسول که از 2 دیافراگم تشکیل شده و بین آنها مایع قرار دارد و در دستگاه دی پی سل مورد استفاده قرار می گیرد.

مجموعه دیافرگم وسیله اندازه گیری فشار است که از چند دیافراگم روی هم تشکیل شده و در دستگاه ثبات جریان مورد استفاده قرار میگیرد.

سيستم تقليل فشار گاز

وسایل اندازه گیری درجه حرارت : ترمومترهای برقی و غیر برقی.

ترمومترهای برقی مانند ترموکوپل میباشد که ار 2 فلز غیر همجنس که در یک نقطه به هم متصل شده اند تشکیل گردیده است. افزایش دما در نقطه اتصال باعث ایجاد پتانسیل شده و در نتیجه جریان الکتریکی در مدار متصل به آن تغییر می یابد و از روی این تغییرات الکتریکی میتوان به تغییر دما پی برد.

ترمومترهای غیر برقی که از دو فلز غیر همجنس BI-Metalic Thermo meter بوده که معمولا به صورت مارپیچ ساخته میشوند. فلزات طوری انتخاب می شوند که ضریب انبساط طولی یکی بیش از دیگری است و چنانچه یه طرف این زوج فلز در به نقطه ثابت نگه داشته شود به هنگام ازدیاد دما تغییر ازدیاد طول دو فلز باعث خم شدن زوج میشود که این حرکات مکانیکی قادر به حرکت در آوردن عقربه ترمومتر کی گردد.

منبع:شرکت ملی نفت ایران

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#80 Posted: 21 Jul 2011 13:55

خشک کن ها
--------------------------------------------------------------------------------

خشک کن های ثابت :

عملیات خشک کردن عموما" به دو صورت ناپیوسته (Batch) یا پیوسته و مداوم (Continuous) انجام می پذیرد . در فرآیند ناپیوسته معمولا" مقداری جسم جامد تر در مجاور جریان هوا قرار می گیرد و این جریان هوا باعث تبخیر آب جسم تر می گردد . درفرآیند مداوم معمولا" جسم تر و همینطور جریان گاز از داخل دستگاهی عبور می کنند و زمان اقامت کافی به آن جهت خشک شدن در دستگاه داده می شود . دستگاههایی که عمل خشک کردن را انجام می دهند با توجه به پارامترهای زیر انتخاب می شوند :
1- روش فرآیند ، پیوسته یا نا پیوسته بودن عملیات : در روش ناپیوسته دستگاه خشک کن با مواد مرطوب باردهی شده و در آن تا خشک شدن باقی می ماند ، سپس خالی شده و مجددا" با مواد مرطوب پر می شود . در خشک کن های مداوم به صورت پیوسته مواد و گاز خنک کننده وارد و خارج می شوند .

2- روش اعمال حرارت مورد نیاز برای تبخیر رطوبت : در خشک کن های مستقیم ، حرارت با تماس مستقیم ماه یا گاز داغ به آن منتقل می شود . در خشک کن های غیر مستقیم ، حرارت به طریق هدایت از سطح یا تشعشعات IR یا روشهای دیگر به جسم مرطوب رسیده و از گاز تنها برای حمل رطوبت خارج شده از جسم استفاده می کنند .

3- طبیعت ماده خشک شونده ، ما ممکن است جامد سختی مثل چوب باشد ، ماده نرمی مثل� پارچه و کاغذ یا جامد دانه ای شکل مثل مواد کریستالی ، خمیر غلیظ یا اسلاری (Slurry)� باشد . شکل فیزیکی ماده می تواند در تعیین نوع خشک کن موثر باشد

خشک کن های ناپیوسته :

این نوع خشک کن ها به مقدار زیادی به طبیعت ماده خشک شونده بستگی دارد . خشک کن های سینی دار که گاها" کابینی یا قفسه ای نیز گفته می شود برای خشک کردن جامداتی که بایستی روی سینی نگهداری شوند� از جمله مواد خمیری (کیک فیلتری) یا جامدات مشابه استفاده می شود. این دستگاه شامل یک کابین با تعدادی سینی می باشد که قابل خارج کردن ازآن می باشند . بعد از بارگذاری ، کابین بسته می شود و هوای گرم شده بین تعدادی از سینی ها جریان می یابد تا رطوبت موجود در جسم را تبخیر کند . گاز خنثی ، حتی بخار داغ به جای هوا می تواند استفاده شود ، زمانیکه مایع تبخیر شونده از جسم قابل اشتعال باشد . وقتی مواد به خشکی مورد نظر رسید ، کابین باز می شود و سینی ها با سینی های جدید عوض می شوند و عملیات مجددا " تکرار می شود .

مواد گرانولی، روی توری هایی به عمق کم ریخته می شوند به طوری که هوا یا گاز دیگر می تواند به آرامی از این بستر عبور کند. بدین طریق سریعتر جامد خشک خواهد شد. نوعی خشک کن که برای این منظور استفاده می شود خشک کن سیرکولاسیونی می باشد.

(Through- Circulation Drier) جامدات کریستالی و موادی که طبیعتا" دانه ای هستند مثل سیلیکاژل در این خشک کن ها به خوبی خشک می شوند. مواد خمیری نیز می توانند توسط یک اکسترودر به صورت گرانول درآمده و بدین طریق به راحتی خشک شوند.

مشکل عمده این نوع خشک کننده ها ناهمگونی میزان رطوبت در محصول نهایی خروجی از آن می باشد. این نیز به خاطر عدم یک نواختی جریان گاز در قسمتهای مختلف این خشک کن می باشد، که می بایست حتی الامکان از ایجاد مناطق مرده جلوگیری کرد. بنابراین با برقرارکردن سرعت بالا (3تا4متردرثانیه) در گاز می توان یک نواختی رطوبت در مناطق مختلف خشک کن را بالا برد.

خشک کن های غیرمستقیم :

خشک کن های قفسه ای تحت خلا": این دستگاه ها نیز مشابه خشک کن های سینی دار مستقیم ساخته می شوند با این تفاوت که از درب های درزگیری شده استفاده می شود تا بتواند خلاء ایجاد شده در خشک کن را نگهدارد. دراین خشک کن هوا یا گاز دیگری جریان نمی یابد. سینی های محتوی جامد روی قفسه هایی قرار می گیرند که توسط آب داغ یا بخار گرم می شوند و حرارت به طریق هدایت به جامد منتقل می گردد. بعد از بارگذاری و آب بندی ، هوای موجود در خشک کن توسط پمپ های خلاء یا اجکتور مکیده شده و بخار خروجی کندانس می شود. در نوع دیگری (Agitated Pan Dryer) از این خشک کن ها برای خشک کردن خمیرها و لجن ها از ظروف استوانه ای به قطر 1تا2متر و ارتفاع 30تا60 سانتیمتر که مجهز به همزن می باشند استفاده می شود که داخل کابین خلاء قرار می گیرند. این ظروف توسط ژاکت های حرارتی با آب داغ یا بخار گرم می شوند.

این خشک کن هاعمدتا" پرهزینه هستند و تنها در مواردی که می بایست ماده در دمای پایین و در غیاب هوا خشک شود استفاده می گردد. از جمله می توان به مواد دارویی اشاره کرد.

خشک کن های انجمادی (Freeze Drying) :

موادی که نمی توانند گرم شوند حتی تا دمای متوسط ، از جمله مواد غذایی یا دارویی ، می توانند با این روش خشک گردند. ماده تر در معرض هوای خیلی سرد قرار گرفته و منجمد می شود و سپس در اتاق خلاء قرار گرفته و رطوبت خارج شده توسط پمپ خلاء یا اجکتور به بیرون هدایت می شود.

خشک کن های مداوم� (Continuous Drying):

این خشک کن ها با توجه به حجم محصول نسبتا" کوچک ، با دیگر دستگاههای موجود در فرایند شیمیایی تطابق بیشتری داشته و نیاز به ذخیره و انبار کردن قبل از خشک کن ندارند. محصول به دست آمده محتوی رطوبت یکنواخت تری است و هزینه به ازاء واحد وزن محصول نسبتا"کم است. شبیه خشک کن های ناپیوسته نوع خشک کن یا ساختار آن به شرایط ماده خشک شونده بستگی دارد.
در بسیاری از این خشک کن ها ، جسم جامد در خشک کن حرکت کرده و با جریان گاز تماس می یابد. حرکت جامد و جریان گاز ممکن است همسو، ناهمسو یا به صورت متقاطع باشد. در جریان های ناهمسو ، داغ ترین گاز در تماس با خشک ترین جامد قرار می گیرد ، به طوری که دمای جامد تا حد امکان به دمای گاز ورودی نزدیک می شود. این روش سریع ترین حالت خشک شدن (از دست رفتن رطوبت پیوندی ) را نتیجه خواهد داد و در مواردی باعث صدمه دیدن محصول خواهد شد. از طرفی جسم جامد مقدار زیادی از حرارت موجود در گاز را از خشک کن خارج می کند. در جریان های همسو ، جامد مرطوب با داغ ترین گاز مجاور می شود و جامد تنها تا دمای مرطوب گاز گرم خواهد شد و در این حالت حتی مواد حساس بر دما نیز می توانند بدون ایجاد اشکال خشک شوند. در جریان های موازی کنترل بیشتری روی میزان رطوبت محصول وجود دارد.

خشک کن های تونلی :

خشک کن های تونلی نسبتا" طویل می باشند که سینی های محتوی مواد خشک شونده روی واگن هایی قرار داده شده و از آن عبور می کنند. زمان اقامت در خشک کن بایستی به حد کافی طولانی باشد تا رطوبت به مقدار مورد نظر برسد. برای دمای نسبتا" پایین معمولا"از هوای گرم شده توسط بخار استفاده می شود و در دمای بالاتر و مخصوصا" مواردی که نیاز نیست محصول تمیز باشد از گازهای احتراق استفاده می گردد. در این خشک کن ها از هر دو جریان همسو و ناهمسو می توان استفاده کرد و در بعضی موارد روی دیواره های تونلی نیز فن هایی نصب می شود تا جریان بیشتری از گاز را ایجاد کنند. برای ایجاد راندمان حرارتی بالاتر معمولا" قسمتی از گاز های خروجی از تونل به آن برگردانده می شوند.

خشک کن های بشکه ای (Drum Drier) :

مواد سیال همچون محلول ها ، لجن (Slurries) و خمیرها می توانند روی خشک کن های غیر مستقیمی که به خشک کن های بشکه ای شناخته می شوند به رطوبت مورد نظر برسند. بشکه از داخل توسط بخار گرم شده و قسمتی از آن در حوضچه مواد خشک شونده غوطه ور می باشد. چرخش بشکه باعث ایجاد فیلمی از مواد شده و در چرخش کامل این فیلم خشک شده و از طرف دیگر توسط کاردکی فیلم برداشته می شود. معمولا" مواد خشک شونده واقع در حوضچه را در دمای جوش نگه می دارند تا سرعت تبخیر از روی درام سریع تر گردد.

منبع : وبسایت تخصصی مهندسی شیمی

من هم خدایی دارم

صفحه 8 از 10: « پیشین 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 پسین »

علم و دانش /

مهندسی شیمی

برای دسترسی به این قسمت میبایست عضو انجمن شوید. درصورتیکه هم اکنون عضو انجمن هستید با استفاده از نام کاربری و کلمه عبور وارد انجمن شوید. در صورتیکه عضو نیستید با استفاده از این قسمت عضو شوید.

↑ بالا