انرژی یکی از بخش‌های زیربنایی مهم در اقتصاد هر کشور است و به عنوان موتور و محرک توسعه اقتصادی نقش به سزایی در رشد و شکوفایی بخش‌های تولیدی دارد از این رو از مهمترین عوامل حرکت در بخش‌های تولیدی، خصوصاً بخش صنعت محسوب می‌گردد و عامل ایجاد رفاه در بخش‌های مصرف نیز محسوب می‌گردد.
هرچند مصرف انرژی به عنوان یکی از شاخص‌های مهم توسعه و رشد اقتصادی قلمداد می‌گردد اما بالا بودن مصرف انرژی به تنهایی دلیل بر توسعه یافتگی کشورها نیست و مصرف انرژی باید متناسب با سطح تولیدات ملی (تولید ناخالص داخلی) و درجه پیشرفت و حد توسعه یافتگی کشورها باشد، یا به عبارتی دیگر شدت انرژی (انرژی مصرفی به ازای یک واحد تولید) در طی سالیان متمادی از میزان و روند معقولی برخوردار باشد.
در حال حاضر قسمت عمده انرژی تولیدی و عرضه انرژی اولیه از منابع فسیلی و تجدیدناپذیر تأمین می‌گردد و در صورت اتمام این ذخایر، حداقل در کوتاه مدت، جایگزینی راهکارهای دیگر به آسانی میسر نمی‌باشد ضمن آنکه مصرف نامعقول و اتلاف انرژی، ضررهای جبران ناپذیری بر جامعه و محیط زیست وارد می‌سازد. بدین ترتیب صرفه‌جویی، بهینه‌سازی و ارتقاء بهره‌وری مصرف انرژی در سطوح و بخش‌های مختلف اقتصادی جامعه و بازنگری در الگوی مصرف انرژی از اهم مسائل است.
در بخش اول این مجموعه سعی شده است برخی الگوهای مطرح به عنوان سوخت جایگزین مورد بررسی قرار گیرند و در بخش دوم به معرفی دی‌متیل اتر به عنوان سوخت مناسب و پاک قرن آینده پرداخته شده است.
پروژه حاضر، به دو بخش عمده تقسیم شده است. بخش اول به معرفی سوختهای جایگزین رایج و شناخته شده می‌پردازد و اطلاعات عمومی از آنها را در اختیار می‌گذارد و بخش دوم اختصاصاً به معرفی دی‌متیل اتر، پرداخته شده است.
در بخش نخست سوختهای جایگزین رایج را در اقصی نقاط دنیا و برای کاربردهای مختلف به اولویت فراوانی در تولید و مصرف آورده‌ایم که از CNG و LNG شروع شده و به سوختهای الکلی ختم می‌شود.
در جای‌جای پایان‌نامه حاضر به مقایسه سوختهای رایج با هم از لحاظ پارامترهایی چون آلایندگی، راندمان، عدد اکتان و ستان، هزینه‌های تأسیساتی و حمل‌ونقل و غیره پرداخته شده که مفید خواهد بود.
هم در بخش اول و هم دوم تا حد امکان اطلاعات کلی در مورد فرآیندهای تولید سوختهای جایگزین آورده شده است. که در بخش D ME این اطلاعات از آخرین روشهای تولید این ماده به عنوان سوخت جایگزین می‌باشد.
در بخش دوم به معرفی اختصاصی «DME» دی‌متیل اتر، پرداخته‌ایم. در این بخش از معرفی این ماده در حالت کلی شروع می‌کنیم و سپس فرآیندهای تولید آن را بیان می‌کنیم و در ادامة ویژگیهای عمومی و اختصاصی، بازار مصرف و چگونگی حمل‌ونقل و ویژگیهای دیگر این سوخت را بررسی می‌نماییم و تجارب عملی و اجرایی انجام شده در استفاده از این سوخت را مورد تحلیل قرار می‌دهیم.
در این گفتار به بررسی سوختهای جایگزین مطرح در عرصه جهانی پرداخته می‌شود. امروزه به دلایل متعددی نظیر قیمت بالا، تجدید ناپذیری، آلایندگی و … اراده جهانی به دنبال سوختهای ارزانتر، قابل بازیابی و پاکتر می‌باشد. ایران نیز از این قاعده مستثنی نیست ، هرچند هر اقدامی کمی دیر به نظر می‌رسد.
در ایران به دلایل مختلف، اول تمرکز بر روی یک نوع از سوخت جایگزین و دوم قرارگرفتن محور اصلی بر روی قیمت و نه “ پاکی ” سوخت، نگاه به سوختهای جایگزین متفاوت است و سعی شده است در بخش معرفی سوختها برخی ویژگیهای مربوط به وضعیت ایران لحاظ شود. به همین علت برخی بخشها فربه‌تر از سایر قسمتها است. برای نمونه CNG به عنوان اصلی‌ترین سوخت مطرح در کشور، در حال توسعه است و یا پیلهای سوختی علی‌رغم کم سروصدا بودن به مرور اهمیت بیشتری می‌یابند. از دیگر سو در نگاه به LNG مناسب بودن آن برای صادرات به نقاط دوردست در نظر گرفته شده است به همة این دلایل در بررسی هر سوخت نکات خاصی مدنظر بوده است. در چینش بخش CNG تجهیزات جنبی، در پیلهای سوختی تنوع مواد محرک (Driver) و در LNG فنآوری تولید LNG و کشتی‌های حامل آن مورد توجه ویژه قرار گرفته‌اند. در نهایت نیز به جمع‌بندی نکات مثبت و منفی هر کدام پرداخته شده است. از سوختهایی نظیر “بیودیزل” ، “برق” و “سری P ” نیز به دلیل عدم وجود هرگونه طرح ایجاد و توسعه آنها در ایران چشم‌پوشی شده است.
- گاز طبیعی فشرده
1-1-1- مشخصات و ویژگی‌ها
با مترکم کردن گاز طبیعی تا فشار 200 bar و نگهداری آن در مخازن فلزی یا کامپوزیتی که متناسب با این فشار طراحی شده‌اند از گاز طبیعی به عنوان سوخت خودروها بهره گرفته می‌شود. گاز طبیعی سبک‌تر از هواست و در صورت انتشار از مخزن به سرعت در هوا پخش می‌شود. البته در فضاهای محدود و بسته در نزدیکی سقف جمع شده و ممکن است منجر به آتش‌سوزی شود. گاز طبیعی فشرده در مقایسه با بنزین دمای اشتعال بالاتری دارد و محدوده سوختن آن (باریکتر) بین غلظت 5-15 درصد است. بنابراین از نظر آتش‌سوزی تصادفی خطر کمتری دارد. برای تشخیص انتشار آن در هوا مقدار کمی ترکیب مرکاپتان به آن اضافه می‌شود تا به این ترتیب حتی در غلظت 0.5 درصد نیز قابل تشخیص باشد. [1]
در مورد گاز طبیعی باید گفت، این که در کشوری نظیر ایران که جزو غنی‌ترین کشورها از بابت منابع گازی در جهان محسوب می‌شود در وحلة اول در دسترسی بودن این ماده حیاتی و در مرحلة دوم سهم کمتر آن در آلودگی محیط زیست بایستی زمینه‌ساز بهره‌برداری گسترده از آن در تمامی زمینه‌ها به ویژه در قالب نوع فشرده یا CNG باشد. به دنبال مشاهده ارتباط میان آلودگی هوا و تخریب محیط زیست بسیاری از کشورهای صنعتی پیشرفته تحقیقات و برنامه‌های عملی برای کنترل آلاینده‌های بسیار مضر را از نخستین دهه‌های قرن بیستم آغاز کرده‌اند.
جایگزینی سوختهای پاک با سوختهای متداول خودروها و مراکز صنعتی کمک شایانی در کاهش آلودگی هوا و متعاقباً صرفه‌جویی اقتصادی در زمینه‌های بهداشتی و غیربهداشتی می‌نماید. استفاده از گاز طبیعی به صورت سوختی با آلودگی کم، نسبت به بنزین، گازوئیل و پروپان به صورت روزافزون در سطح دنیا در حال افزایش است. دلایل اصلی استفاده از این سوخت در بعضی کشورها کاهش هزینه، کاهش آلودگی به همراه اطمینان از طولانی بودن مدت مصرف و تأمین آن می‌باشد. آزمایشها نشان می‌دهد که میزان گوگرد موجود در نفت گاز تولید داخلی ایران به مراتب بیشتر از گوگرد موجود در نفت گاز سایر نقاط جهان و به همین دلیل میزان آلایندگی خودروهای گازوئیل‌سوز در ایران به مراتب بالاتر است.
خاصیت آرام سوزی بالای گاز اجازه می‌دهد که در موتورهای جرقه‌ای گازسوز نسبت تراکم بالاتری در مقایسه با موتورهای بنزینی، به کار گرفته شده و راندمان بالاتری حاصل شود. در نتیجه کیفیت گاز روی آلودگی دود اگزوز و کارایی موتور مؤثر است. خودروهای دیزلی از مهمترین منابع انتشار P M بوده و آلاینده‌هایی چون منواکسید کربن نیز منتشر می‌نمایند، تبدیل و تغییرات موتورهای دیزلی بر روی کیفیت هوا مؤثر است و هرگونه فعالیتی در این زمینه می‌تواند اثرات مثبتی داشته باشد. موضوع گازسوز کردن موتورهای احتراق داخلی، موضوع جدیدی نیست و از بدو احتراق موتورهای اشتعال جرقه‌ای و اشتعال تراکمی در مد نظر بوده است.
از حدود 66 سال پیش مسأله استفاده از سوختهای گازی در موتورهای احتراق داخلی به صورت جدی‌تر مورد مطالعه قرار گرفت و اکنون حدود 30 کارخانه سازنده موتورهای احتراق داخلی اقدام به ساخت موتورهای گازسوز کرده‌اند. گاز طبیعی در مقایسه با سایر سوختها، سوخت جایگزین مناسبی برای ایران به عنوان دومین کشور دارای ذخایر گاز طبیعی در دنیا به حساب می‌آید و گاز طبیعی فشرده (CNG) به دلیل بالا بودن عدد اکتان آن که حدود 130 است سوخت مناسبی برای موتورهای احتراقی می‌باشد. در موتورهای احتراق داخلی صرفنظر از نوع سوختی که در آن مصرف می‌شود، احتراق موجب تولید گازهای مضر مونواکسید کربن، هیدروکربن‌های سوخته (HC) و اکسیدهای ازت (NOX) می‌گردد که همگی تهدیدی مستقیم برای سلامت انسان به شمار می‌آید. همچنین گاز دی‌اکسید کربن نیز در طی احتراق انواع سوختهای فسیلی تولید می‌شود. اگرچه این گاز سمی نیست اما تراکم آن در اتمسفر با ایجاد اثر گلخانه‌ای باعث تغییر در شرایط جوی کره زمین می‌گردد. [2]
برای اصلاح خواص احتراق بنزین، به آن تترااتیل سرب و برومید اتیلن افزوده می‌شود، که این امر سبب می‌شود که سرب به صورت برومید سرب (pbBr4) در فضا پخش شود که برای سلامتی بسیار خطرناک می‌باشد. سوخت دیزل اگرچه مشکل اصلاح سرب را ندارد ولیکن دارای مشکل خاص خود یعنی، دوده و انتشار ذرات معلق در هوا می‌باشد. جایگزینی سوختهای گازی (CNG) به جای گازوئیل باعث کاهش گازهای آلاینده CO، HC و NOX (مشروط بر اینکه این جایگزینی همراه با دقت عمل در انتخاب و نصب وسایل تبدیل سوخت در خودرو باشد) و حذف کامل ذرات معلق و دوده منتشره از آنها می‌گردد. [2]
البته لازم به توضیح می‌باشد که میزان هیدروکربن‌های نسوخته (HC) در خروجی اگزوزهای موتورهای گازسوز، در شرایط ضریب بار بالاتر از 50% تفاوت اساسی با موتورهای
فهرست مندرجات:
بخش یکم ـ سوختهای جایگزین مهم
- CNG /7
- LNG /45
- LPG /67
- هیدروژن و پیل سوختی /71
- سوختهای الکلی/105
- جمع‌بندی و امکان‌سنجی / 121
بخش دوم ـ دی متیل اتر
2-1- معرفی ماده/126
2-2- خواص دی متیل اتر/126
2-3- فرآیند تولید دی متیل اتر/128
2-4- فرآیند تولید دی متیل اتر در فاز مایع /131
2-5- DME گرید سوخت / 133
2-6- موارد مصرف دی متیل اتر/140
2-7- دی متیل اتر به عنوان سوخت نیروگاه/140
2-8- دی متیل اتر به عنوان جایگزین سوخت دیزل/143
2-9- دی متیل اتر به عنوان جایگزین گاز مایع / 144
2-10- بازارهای مصرف/144
2-11-چگونگی حمل و ذخیره سازی دی متیل اتر/145
2-12- تاسیسات تخلیه دی متیل اتر و ترمینال دریافت آن در خشکی / 146
2-13- نتایج حاصله از ارزیابی اقتصادی شرکت هالدر/147
2-14- تجربه عملیاتی دی متیل اتر سوز کردن اتوبوسها//147
2-15- ذخیره سازی سوخت/150
2-16- اتوبوس با سوخت دی متیل اتر/151
2-17- عملکرد موتور/ 152
2-18- وضعیت تولید / 153
شامل 154 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود پروژه سوختهای جایگزین و دی‌متیل اتر