دانلود مقاله تولید انرژی از توده حیاتی

مقدمه: Biomss: تمام مواد آلی از سوخت های چوبی نا گیاهان آبزی را شامل می گردد راه های بسیاری برای تولید انرژی به حالت های مناسب تر ومفید تر همچون انرژی گرمایی الکتریکی وجود دارد.

بدیهی است که زغال سنگ، نفت وگاز طبیعی که 3 منبع عمده انرژی های معمولی را تشکیل می دهند، طی میلیون ها سال به وجود می آیند.

ما در سوی دیگر مواد آلی اصلی در تمام گیاهان (خاکی و آبی /دریایی) که تشکیل دهنده حالات مهم Bio-mass هستند به طور طبیعی در مدت زمانی کوتاه (یک سال یا کمتر) تجدید شده وبه منبع خود اضافه می گردند این همان فاکتور مهمی است که Bio-mass را در دسته بندی منابع تجدید شونده می گنجاند.

با این حال Bio-mass تا زمانی در این رده بندی قرار می گیرد که هزینه کشت و رشد آن با نرخ مصرف آن برابر یکند و چنانچه نرخ مصرف از هزینه کشت فراتر رود، به عنوان یک منبع در حال تخلیه رده بندی خواهد شد( مانند مصرف سوخت های چوبی در کشورهای در حال توسعه) از طرفی می توان Bio-mass را شاخه مفیدی از انرژی خورشیدی دانست چرا که انرژی خورشیدی به طور غیر مستقیم برای رشد گیاهان از طریق فتوسنتز کاربرد دارد.

این مسئله به طور مشخص در نمودرا ساده انرژی نشان داده شده در Fig 0.1 معلوم است.

انرژی تولیدی Bio-mass فتوسنتز انرژی خورشیدی 1-0 منابع Bio-mass Bio-mass می تواند از منابع مختلفی بدست آید: ضایعاتی که در یک منطقه مشخص تجمع می یابند مانند زباله های جامه شهری (MSW) باقیمانده گیاهان در مزارع وجنگل ها که در دوره برداشت محصول ویا چوب بری به جا مانده اند کاشت انتخابی محصولاتی که از لحاظ انرژی کارآمد هستند بسته به نوع محتویات سوختن آنها بعضی از گیاهان قابل سرمایه گذاری از لحاظ تشکیل Bio-mass طبق آخرین دسته بندی عبارتند از:محصولات غذایی حاوی مقادیر قابل توجه شکر و نشاسته مانند: نیشکر، چغندر ،قند .ذرت ، نشاسته کاسارو، ذرت شیرین، سیب زمینیعلف ها، بوته ها، و مخصوصا گونه های درختی با رشد سریع مانند اکالیپتوس (euicalyptus) ولژامینوس (lejuminous) (ka-babal)بعضی گیاهان هیدروکربن ساز مانند افوربیا لاتاریس (Euphorbia lathyris) و افوربیا تیروکولی (Eaphorbia tirucalli) محصولاتی مانند آفتابگردان ، rapseed ، دانه سویا، بادام زمینی که از لحاظ روغن های گیاهی غنی هستند.

موارد کاربرد: فراهم کردن خط لوله انرژی به سمت لوله و پمپ های کشاورزی و پردازش m/cs مثل ساطورها و خرمن کوب هافراهم کردن خط لوله انرژی به مناطق صنعتی روستایی، مثل آسیاب ها مغازه های تجاری، آسیاب های کوچکی برنج، نمابع متمرکز انرژی الکتریکی در مراکز سلامت روستایی ،مراکز سرد نگه دارنده شیرفراهم کننده ی نیازهای خط انرژی به مناطق صنعتی متفاوت مثل لبنیات، سرامیک، صنایع معادن، واحدهای پردازش چوب، روستاهای کوچکی که به الکتریسته مجهز می شوند.توده زنده منطقه ی خشک منطقه ی pyrolysis منطقه ی کاهش منطقه ی اکسیداسیون لایه خاکستر صداگیرها، حائل ها کاربردهای متعدد، شنل های گازی تفکیک بالا سو پرکردن دیگ های روغن/گاز با gasifier هااسفنال با دیگ های بزرگ روغنگنجایش های متغیر از MW 5-1بعضی از مزایای برجسته ی آن به شرح زیر است:استفاده از مواد غنی شده متفاوت /ترکیب (چوب ،مواد زائد چوب تفاله های نیشکر، پوشال،سبوس،غیرهذرات ریز مختلف با اندازه ای متغیر از چند میلی متر تا 10mm می تواند استفاده شود تولید کننده های گاز دارای ارزش کالوریفیکی بین mj/Nm3 7-4 می باشند.کارایی های تبدیلی حرارتی بالاتر انتقال خاکسترهافرآیند تبدیل سازی به گاز می تواند بطور کامل اتومات باشد که این امر در نتیجه ی کنترل آسان بر روی پارامترهای مناطق می باشد.2.1.9،0 مبدل های گازی تفکیک پایین سو یک نمودار شماتیک نامگذاری شده در تصویر 0.9.1.2.1 محل ورود هوا از طریق تایرهای رادیال نزدیک به نوک جعبه های آتش نشان داده شده است.

احتراق جزئی در منطقه ی جلوی یکی از دهانه های تایر بوقوع می پیوندد.

گرمای احتراق ،سرعت سوخت را در بالا می سوزاند وگازهای داغ از طریق رنده ها بعد از حرکت به سمت پایین از طریق موانع مشتعل می شود.

در حین اینکه گاز خام از منطقه با درجه حرارت بالا عبور می کند، بیشتر محصولات pyrolysis سوخته می توانند به هیدروکربن های گازی تفکیک شوند وگاز نسبتا تمیزی بدست بیاید.

این قابلیت مبدل های گازی تفکی پایین سو آنرا با کاربردهای موتور بسیار سازگار می کنند.

اصلاحات درین دستر از طریق R&D منجر به ایجاد gasifier های بدون گلوگاه شده است و هم چنین بستر gasifier ها را آغشته به ما یع می کند.

توده ی زنده منطقه ی خشک --- ناودان بادرجه حرارت بالای 120c منطقه ی pyrolysis 200-000c گاز منطقه ی اکسیداسیون دهانه ی کوره منطقه کاهش رنده گودال خاکستر 0.9.1.3 مبدل های گازی تفکیک میانه درین نوع gasifier ،و گازتولید شده از یک فضای حلقوی اطراف gasifier عبور می کند که بطور همزمان هم بعنوان عایق وهم بعنوان پرکننده ی گرد وغبار استفاده می شود.

همانطور که در تصویر 0.9.1.3.1نشان داده می شود.

هوا از طریق یک سرلوله خنک شده بوسیله آب که در یک قسمت جعبه ی آتش قرارگرفته وارد gasifier می شود.گاز در منطقه ای افقی در جلوی سرلوله تولید شده واز رنده ی عمودی به سمت دریچه ی داغ در سمت مقابل عبور می کند.

بخاطر طول کوتاه مسیر برای واکنش های تبدیل سازی به گاز، این نوع از تولید گاز بسیار سریعتر برای تغییر در تولید گازعمل می کند.

بهر حال در فعالیت های معمولی بندرت استفاده میشود.

0.9.1.4 : gasifier هایی با بستر مایع درین مرحله ای درک عملکرد gasifier هایی با بستر ثابت آسان است عملکرد آنها بستگی به اجزای سوختی مثل آنالیز شیمیایی محتویات فرار ارزش کالوریفیک ، توزیع وزن ومحتویات خاکستر دارد از طرفی gasifier با بستر مایع بسیار گردنده است وقادر است تا منابع Bio-mass مثل گل ولای فاضلاب، مایعات وسبوس برنج (محتوای بالای خاکستر) را نگه دارند.

در قلب یک اجاق با بستر مایعات یک بستر گرم از مایعات متحرک وجود دارد که در محلولی نگاه داشته میشود و با جریان روبه رو بالای هوا حرکت می کنند.

این راکتورها بطور کل حاوی مواد متحرک (شن) ومواد واکنشی (سنگ نمک و کاتالیست ها)هستند ماده بستر ،با بالابردن ستون گاز در وضعیت مایع نگه داشته میشود مزایای اصلی ومهم این gasifier ها عبارتند از: 1)سوخت هایی با ارزش کالوریفیک 800-900kcal /kg می تواند استفاده شود.

2) Bio-mass با رطوبت بالا و محتوای خاکستر ایجاد مشکل نمی کند بنابراین 3)درجه حرارت طبیعی بستر مایع بین 750c-950c است منطقه های خاکستر درجه حرارت فاسد کننده را دریافت نمی کنند پس از ایجاد تفاله جلوگیری میشود.

کارایی احتراق بالاخروج کم N2O,SO2 با هزینه ی منطقیسهولت اجرا در مقایسه بادیگ های روغنینمودار شماتیک یک gasifier سبوس برنج در تصویر 0.9.1.4.1 آمده است.

اینجا اجزای اصلی سیستم عبارتند از: الف) راکتور ب)جدا کننده ی گرد وغبار براساس جاذبه پ) جداکننده ی گردباری ت)کوبشگر مرطوب ث) جداکننده رطوبت ج) دمنده چ) تغذیه کننده سبوس برنج ج)اجاق چ)سری 5KVA DG راکتور ساخته ی SS-310 دارای شعاع 150mm و ارتفاع 100mm است.

یک صفحه سوراخ در بالای منطقه ی توزیع هوا مورد استفاده قرار می گیرد.

یک محدوده برای تغذیه سوختی در 2مکان که 300mm یا 000mm از صفحه توزیع کننده ارتفاع دارند ساخته شده است.

راکتور نجومی مانند خطوط لوله ،عایق بندی شده است تا انرژی گرمایی از دست رفته را بدست بیاورد وهم چنین از تراکم قیر جلوگیری کند.

سوراخ های درناژ خاکستر بالای صفحات توزیع کننده قرار دارند.

برای شروع عملیات، gasifier با بستر و سرپر می شود و ارتفاع مناسب و گرمای مناسب با استفاده از سیم پیچ الکتریکی مشتعل بوجود می آید.

در بدست آوردن درجه ی حرارت مورد نیاز سبوس برنج از بالا وهوای مایع شده از پایین به داخل دمنده فرستاده می شوند.

45 دقیقه طول می کشد تا به سطح محکم یعنی گازی با کیفیت سالم برسند.ترکیب گاز بایستی بعنوان عملکرد درجه حرارت راکتور مورد بررسی قرار گیرد.

:نمودار شماتیک بستر مایع gasifier سبوس برنج سیستم فوق الذکر در دانشگاه Anna مورد اجرا قرار گرفته است و تحت حمایت مالی موسسه توسعه بین المللی سوئد بوده است.

نتایج مهم بدست آمده در زیر خلاصه شده است.

دردرجه حرارت 800c، ترکیب گاز بدست آمده شامل %20 ،مونواکسید کربن و %15 هیدروژن است.ارزش کالوریفیک بین 800-1000 k cal /mm متغیر بودهگاز بداخل ست DG وارد شده و میزان مصرف مخصوص در برابر بار متغیر ست DG ثبت شده است 00-50 درصد جایگزینی دیزل می تواند بطور متوسط اضافه شود.0.9.1.5 :تبدیل سازی به گاز با فشار برای IGCC gasifier های با فشار مناسب برای ظرفیت های بالای انرژی دردو نوع ثابت و بستر مایع مناسب هستند.

بعضی از خصوصیات جانبی این نوع عملکرد عبارتند از: میزان بالای واکنش تغییر بالای کربنخروج بالای سولفور از بستراندازه کوچکتر راکتورپتانسیل های بالاسازگاری باتورین های گاز در نوع IGCC سازگاری باتورین های گاز در نوع IGCC این نوع gasifier ها سود مناسب را از کارایی بالای تکنولوژی چرخه ای مرکب سوخت جامد تا فرآیند تبدیل سازی گاز مشتعل بدست می آورد تصویر 0.9.1.5.1 تصویر شماتیکی از gasifier را نشان می دهد در حالیکه 0.9.1.5.2 تصویر شماتیک دستگاه IGCC را پیش بینی می کند.

سیستم gasifier تصویر 0.9.1.5.1 یک راکتور با بستر مایع و با فشار است که توسط کربن حاصل از تبدیل Bio-mass به گاز از گاز IGI.U استفاده می کند.

تغذیه سوخت با سیستم ناودان بستر وتغذیه کننده انجام میگیرد.

%15-10 هوای توربین گازی برای این منظور کشیده می شود و بعد از ماشین فشار (کمپرسور) و سیستم تبادل گرمایی به gasifier داده میشود.

مقدار کم بخار نیز در gasifier ها برای کنترل بهتر درجه حرارت وجود دارد.

محصول گازی شامل اجزای قابل احتراقی مثل مونواکسید کربن (%12-9) ومتان (%10-5) بهمراه حجمی از گازهای متحرک مثل دی اکسید کربن N2 وبخار آب می باشد و با ارزش کالوریفیک پایین 4-0mj/Nm2 مشخص می شود.

همانطور که در تصویر 0.9.1.5.2 دیده میشود محصول گاز از IGCC شامل مراحل سردسازی گاز و پاکیزه کردن آن است.گاز تولیدی موجد در gasifier از درجه حرارت آزاد تا 450-500C سرد می شود.

در خنک کننده یگازی در قسمت تیوب آتش آن بخار اشباع توید شده با سردکننده ی گازی، سیستم تولید کننده گرمایش یکی میشود.

که این امر در یک چرخه مرکب بوقوع می پیوند.یک بخش سرامیک که با شمع پرشده مسئول گرفتن گرد وغبار از محصول گاز سرد شده می باشد.

در نهایت، محصول گازی سرد شده به سمت توربین گازی هدایت میشود چرخه ی بخار این دستگاه IGCC در حقیقت متشابه با چرخه ی بخاردستگاه های قراردادی با چرخه ی مرکب است که شامل توربین بخار HRSG وسیستم آب تغذیه ای ومتراکم است.

تکنولوژی فوق الذکر با سیستم های تولید کننده ی انرژی قراردادی پیشرفته رقابت می کند و کارایی دستگاه ها %40 بیشتر است.

اندازه دستگاه IGCC با اندازه توربین گازی مشخص می شود وکارایی کلیه به توربین گازی بستگی دارد.

امروزه دستگاه های IGCC که برپایی Bio-mass هستند بهمراه کربن توصیه می شوند واز تولید کنندگان توربین گازی مثل الکتریک وستنیگهام ومیتسوبیشی ضمانت دریافت می کند.

جدول 0.9.1.5.1 وضعیت معمول Bio-mass متعدد را در عمل نشان میدهد.

جدول 0.9.1.5.1 توده ی زنده متعدد بر پایه ی دستگاه های IGCC 1.0.1 اجاق های Bio-mass: انرژی لازم جهت پخت وپز می تواند از انواع مختلف سوخت ها تامین شود.

جمعیت روستایی بخوبی بخش جمعیت شهری در کشورهای در حال توسعه به سوخت های مبتنی Bio-mass متوسل می شوند.

بنابراین اجاق ها پخت وپز که Bio-mass را می سوزانند مثل چوب سوختی ،بقایای محصولات کشاورزی ومدفوع خشک حیوانات اجاق های Bio-mass نامیده می شوند این اجاق ها معمولا بعنوان اجاق های سوختی، اجاق های چوبی و چولای متعدد شناخته می شوند.

این اجاق ها با نیاز پخت وپز 75 درصد جمعیت روستایی و شهری شامل تقریبا 135 میلیون نفر منطبق است.

معرفی گسترده ی وسیعی از طرح های ممکن از اجاق های Bio-mass اجزای آن واجرایشان درین بخش آمده است.

0.1.1 :دسته بندی اجاق های Bio-mass این اجاق ها بتوانند بر پایه صفت ذاتی شان دسته بندی شوند احتراق سوخت در اجاق ماده استفاده شده در ساختار اجاق گاز ماهیت ثابت وقابل حمل اجاق گاز تعداد ظروفی که اجاق گاز می تواند در یک زمان حرارت دهد در اولین دسته بندی، اجاق می تواند چوب را بسوزاند هم چنین می تواندن بقایای کشاورزی و محصولات زائد و مدفوع حیوانات را بسوزاند بطور مشابه یک اجاق که زغال چوب را بعنوان سوخت استفاده می کند می توانند با سوخت های فسیلی مثل زغال سنگ و کک هم عمل کنند.

بنابراین جایگزین های ممکن درین دسته بندی عبارتند از (I اجاق های Bio-mass چوبی که قادر به سوزاندن چوب ، کود حیوانات و مواد زائد محصولات کشاورزی هستند (II اجاق هایی که قادر به سوزاندن گرد وغبار، سبوس برنج و Bio-mass خاکی هستند (III اجاق های زغال چوب که برای سوخت هایی مناسبند که بدون شعله می سوزند مثل زغال سنگ و کک بدیهی است که سوخت هایی که در اجاق توده ی گازی مصرف می شوند به منابع محلی در دسترسی درین منطقه در طول زمستان بستگی دارند.

اجاقی که برای اجرای مشابه را زمانیکه سوخت تغییر نکرده است.

تضمین نمی کند مواد سازنده ی اجاقها ومورد استفاده در یک منطقه به مواد محلی در دسترس برای ساخت مثل بارندگی های موسمی، گل رس، ورقه های فلزی و آهن بستگی دارد.اجاق های گلی می توانند توسط خانم های خانه در آشپزخانه هایشان ساخته شوند.اجاق های سرامیک و متالیک بعبارت دیگر وزن کمتری داشته و قابل حمل اند.

اینها بطور قابل توجه توده ی حرارتی پایینتری دارند و انرژی حرارتی کمتری را در بدنه شان ذخیره می کنند.

در مقابل اجاق های ثابت می توانند مقدار زیادی انرژی حرارتی احتراق سوخت را جذب کنند.

اجاق ها می توانند برای گرم کردن یک ماهی تابه یا چند ماهی تابه با بخش احتراق واحد ساخته شود.

در مورد اجاق گازهای چند ماهی تابه ای مسیرهایی برای گازهای داغ سوختی فراهم می شود تا در زیرماهی تابه ها عبور داده شود طرحهای 1و2و3 ماهی تابه ای در اجاق های سنتی به اندازه انواع اصلاح شده رایج هستند.

بسیاری از اجاق های چند ماهی تابه ای ثابت هستند اما اجاق های چند ماهی تابه ای قابل حمل از جنس فلز وسرامیک هم در دسترس می باشند.

0.1.3 اجزای اجاق های Bio-mass اگر چه انواع متفاوتی از اجاق های Bio-mass به طور سنتی در دسترس هستند وخیلی انواع دیگر از طریق برنامه هی اصلاح اجاق های پخت و پز توسعه یافته اند بطور کل اجزای اصلی یک اجاق Bio-mass میتواند به آسانی مشخص شود وعملکرد اساسی آن روشن شود.

مهم ترین بخش اجاق Bio-mass دودکش احتراق و جعبه ی اتش است.

این بخش از اجاق بستر سوختی که در حضور هوا می سوزد رادر خود جای می دهد.بالاترین درجه حرارت در اجاق گاز درین بخش بوقوع می پیوندد.بسیاری از اجاق ها شامل یک جعبه ی آتش ثانویه است که ماده ی مزار آزاد شده از تجزیه می سوزاند مهندسی دودکش احتراق بطور مشخص کارایی احتراق راحت تاثیر قرار میدهد.

ورودی هوا به دودکش احتراق جز مهم دیگری است که اندازه وابعاد آن می تواند برای عملکرد بهینه دودکش احتراق کنترل شود بعضی ذخایر اصلاح شده هوا به بستر سوخت جایی است که سوخت می سوزد وورودی ثانویه هوا که هوا به در منطقه بالای بستر سوخت ذخیره می کند احتراق محصولات سیال تجزیه را کامل می کند.

بسیاری از اجاق های اصلاح شده رنده ها را برای اصلاح کیفیت شده و یا ماده ی مناسب دیگری است که در آن سوخت جامد می سوزد چنانچه دهانه عبور هوا در رنده 30-25 درصد کل منطقه ی رنده باشد مصرف را بهینه می کند.

دودکش یک لوله عمودی وصل شده به اجاق است که محصولات احتراق را از آشپزخانه خارج می کند.

با رجوع به اجاق دودکش باید جریان هوای لازم را برای مکش هوای ورودی فراهم کند گرمای آزاد شده از دودکش احتراق از دودکش بلند شده و به جریان هوا می پیوندد.

ارتفاع و شعاع دودکش میت واند بر پایه اندازه و قدرت خروجی اجاق تعیین شود.

موادی که بطور معمول برای دودکش ها استفاده میشوند عبارتند از گل رس، لوله های سمایی، آهن، بارندگی های موسمی، خیزران وبتون آرمه.

اجاقهای قابل حمل معمولا بدون دودکش هستند ودودکش ها تنها در اجاق های ثابت استفاده می شوند.

0.1.4 :ارزیابی عملکرد وآزمایش آن آزمایش عملکرد اجاق های Bio-mass کارآمدی حرارتی و سطوح انتشار یک وظیفه ی پیچیده در مشاهده انواع طرحهای اجاق گاز، سوختهایی که در ان می سوزند اندازه ها وانواع ظروف مورد استفاده شرایط سطوح تسویه و سرعت باد در دسترس در مکان پخت وپز میباشد درین بخش روش آزمایشی برای کارایی حرارتی اجاق گاز با توجه به کارآمدی فرآیند بهینه سازی می شود.

کارآمدی حرارتی اجاق های Bio-mass محصول یک فرآیند چند مرحله است.

بنابراین =n0-nc.nt.np.nf حرارت جذب شده از غذا انرژی پتانسیل Bio-mass nf,nc,nt,np بترتیب احتراق، انتقال حرارت،کارآمدی کنترل را نشان می دهند.

جلا از اینها nc به کسر انرژی پتانسیل سوخت Bio-mass بستگی دارد یعنی با فرایند احتراق آزاد میشود.

بنابراین ترکیب ضعیف هوا با سوخت متمایل به کاهش میزان وکسر گرمای تولید شده با احتراق است.گرمای باقی مانده از طریق بدنه ی اجاق یا جریان هوا در طول جریان گاز وتشعشع از بین می رود.

بنابراین نهایتا کسری از گرمای انتقالی از ظرف به غذا وجود دارد که این مقدار گرما معمولا توسط غذا گرفته میشود بنابراین : کارایی های فوق الذکر تنهادر شرایط کنترل شده ی آزمایشگاه قابل اندازه گیری هستند.

دیگر مشکل مهم مزیت مصرف سوخت مخصوص (SFC) است که به توده ی سوختی برمقیاس گرم که برای سوخت هر کیلوگرم از ماده غذایی مخصوص به کار می رود گفته می شود.

این مسئله هم چنین یک سنجش واقع گرایانه از کارآمدی gasifier های متعدد نیز می باشد.

0.11: کاشت انرژی مواد گیاهی با ارزش سوختی مناسب یک منبع تجدید شونده از سوخت مایع ومواد شیمیایی ارگانیک را به دست می دهد.

وقتی این گیاهان با گرفتن انرژی خورشیدی رشد میکنند، این کاشت گیاهان کاشت انرژی نام می گیرد.

آنها بعنوان ابزار ذخیره ی انرژی خورشیدی عمل میکنند که در آن تجمع انرژی می تواند در درجه حرارت مشابه با فرم های دست بافتنی سوختهای فسیلی آزاد شود.

در حقیقت انرژی بیشتری از مقدار کل این گیاهان در کشور می توانند از منابع تجدید شدنی گرفته شود.

بنابراین ضروری است که این کاشت ها به خوبی اداره شوند تا مقدار کافی از سوخت قابل استفاده را بطور مداوم در طول سال در رقابت با سوخت های دیگر تامین کند.گیاهان وحشی وکنترل نشده ازلحاظ فرم واندازه متغییر می کنند که این امردر مناطق مختلف متغیر است واز انها منابع قابل اعتماد وکنترل شدنی سوخت می سازد.

0.11.1 انتخاب گیاهان پرکالری واداره آنها این امر بطور طبیعی به شرایط آب وهوایی وخاک جایی که گیاه در ان قرارگرفته بستگی دارد.

مکان هایی که به طور ابتدایی برای محصولات کشاورزی در نظر گرفته شده اند نمی توانند در مقیاس برای کاشت سوخت استفاده شوند.

بهر حال محصولات با کالری نیازمند رطوبت مناسب وفصل رویشی معتدل و چند سانتی متر ارتفاع خاک برای نگهداری رطوبت هستند هکتارهای وسیع زمین که در شبه قاره وجود دارد با بعضی از شرایط جالب جاییکه گونه های مخصوص از گیاهان پرانرژی بصورت متراکم وجوددارد و ارزشی برابر 24000-12000 درخت در هر هکتار دارند بسیار منحصر به فردند.

گیاهان بطور طبیعی بعد از 1تا3 سال درو و هرس می شوند در چرخه ای که 2تا 4 سال می باشد.

این نشان می دهد که گیاهان 50 میلیون هکتار می تواند سوختی معادل 3000 تا 4000 تریلیون کیلو کالری /سانتی متر مربع در روز است میزان تبدیل سازی نورخورشید می تواند معادل با 175-100 تریلیون کیلوکالری در سال باشد.بنابراین بدست آوردن میزان %9/0 تبدیل سازی انرژی خورشیدی به منظور بهینه سازی تولید مواد گیاهی برای ارزش سوختی با روش دوبرابر کردن محصولات کشاورزی،ترکیب گونه های کشاورزی، شدنی ومیسر است.

تکنولوژی این روش ها هم اکنون در بخش های موجود اقتصاد کشاورزی هند و جود دارد.

بسیار مهم است که توجه شود معادل برآورد شده گرما از انرژی کاشته ها کمتر از هزینه جاری سوخت های کربنی است اماکمی بالاتر از هزینه ی زغال سنگ در مناطق چسبیده به معادن زغال سنگ می باشد.

بعضی گونه های با استفاده بالا در جدول 0.11.1 آمده اند.

جدول 0.11.1 :گونه های رایج هندی 0.11.2 گیاهان پیشنهادی برای کاشت انرژی: بعضی گیاهانی که درین بخش اهمیت گذاری می شوند (در جدول 0.11.1 آمده اند گیاها /گونه هایی که محتاج و درخور اهمیت ویژه است عبارتند از: ‌(casuarina) کاسارینا: یک درخت بزرگ وسبز است که اسم علمی آن کاسارنیا می باشد استفاده اصلی آن در چوب سازی بادشکن وکنترل فرسایش می باشد.

این گونه بخوبی در آب وهوای گرم، تحت استوایی واستوایی رشد می کند و میتواند از سطح دریا تا 1500 متر کاشته شود این گیاهان هم چنین دارای سطح تحمل بارندگی حداکثر 5000mm وحداقل 200-300mm هستند وقتیکه به آنها اجاره رشد داده شود ارتفاعی معادل 50 متر باتنه ای با شعاع 30cm حاصل می شود.

(Eucalyptus) اوکالیپتوس: این گیاه رشد زودرسی را در مکانهای مناسب نشان می دهد و تقریبا 00-70m بلندی و 3/2 متر شعاع دار و تنه ی آن بعنوان گونه های سریع رشد برای سوخت چوبی محسوب می شوند.

میزان تولید واستفاده ی آن تقریبا 1/24 تن در هر متر مربع در سال است.

(surghum) ذرت شیرین: وفایده اصلی این گونه حجم استفاده ی وسیع 30-10 تن در هر متر مربع است ونیاز به آب کمتر برای رشد معمولی این گونه همچنین منبعی برای تولید سوختهای جایگزین مثل اتانول میباشد.

0.12: سوختهای مایع جایگزین: الکل وروغن گیاهی در حال حاضر جایگزین نفت و دیزل بعنوان با توجه به سوخت های حمل ونقل در بیشتر کشورها هستند.

این فرایند حتمالا عصری افزایش قیمت نفت در آن ادامه دارد بر جهان حکمفرما خواهد شد.

یک سوخت زنده ی مایع، هیدروکربنی است که از گیاه افوریا مشتق شده است که در حال حاضر کشت بسیاری در مناطق صحرایی انجام گرفته است.متانول واتانول می توانند با نفت ترکیب شده و در موتورهای مدرن داخلی احتراق سوزانده شوند.

البته اصلاحات موتورهای کوچکتر برای الکل خالص و ترکیب حاوی 20 درصد بیشتر الکل ضروری است.

مراقبت از لوله ها پمپ ها و تانک های سوختی بعنوان الکل ها مخصوصا متانول حاوی ردپای آبو ناخالص های آلی، بایستی انجام گیرد.

وقتی درصد الکل 98 درصد میباشد سوخت باید قبلا حرارت داده شود وبرای گرم کننده های الکتریکی کوچک در مناطق سرد استفاده شود.

به همین دلیل است که موتورهای دیزلی برای استفاده دو سوخت اصلاح شده اند بعضی از خصوصیات قابل توجه سوخت های الکلی عبارتند از: 1)دارای ارتعاش بالا هستند اما ارزش کالوریفیک پایین تری نسبت به نفت دارند 2) متان نسبت به اتانول حاوی 25 درصد انرژی کمتر به ازای هر گالن است و%50 کمتر نسبت به نفت انرژی دارد الکل نسبت به نفت با کارایی بالاتری می سوزد 4)الکل نسبت به نفت در درجه حرارت پایین تری می سوزد زمانیکه این سوختها از سولفورها می شوند خروج سمی بطور مشخصی کاهش می یابد.روغن های گیاهی ا زدانه و دانه ای گل آفتابگردان نخود، کاج، سویاو..

پردازش می شود.

اینها میتوانند با سوخت دیزل ترکیب شوند یا بطور مستقیم در موتور دیزلها استفاده شوند.

کشاورزان در آفریقا وآمریکای لاتین از قدیم این سوختها را در ماشین های کشاورزی نشان استفاده می کرده اند.

سوخت گازی جایگزین نفت و دیزل شده است.بهر حال گازهایی با ارزش کالوریفیک پایین و متوسط قبل از حمل ونقل در طول فاصله های طولانی اغلب به مواد مفید تری مثل متان ومتانول تبدیل می شوند اتانول به طور طبیعی بوسیله ی میکروارگانیسم های مشخصی از شکرها تحت درجه حرارت وشرایط اسیدی ساخته میشود (5-4 pH) رایج ترین میکروارگانیسم ،مخمر ساخارمونسس می باشد ک با غلظت C2H5OH بیش از 10 درصد سمی می شود بنابراین غلظت های بالاتر تا %95 بوسیله ی تقطیر و تکنیک های بخش سازی انجام می گیرد.

منابع مختلف از تکنیک ها در دیاگرام تصویر 0.12.1 موجود است.

محصول اصلاح شده اتانول تفاوت ویژه ای در وسایل نقلیه ایجاد کرده است مراقبت های زیادی برای تضمین اینکه این ترکیبات گاز لینی آب ندارند لازم است.

مزایای دیگری هم وجود داردکه عبارتند از قیمت دیگ مبدل از روغن تا اتانول در مقایسه با مقدار مورد نیاز برای زغال سنگ وزغال چوب بسیار اندک است.

فاکتورهای آلودگی اتمسفر بطور مشخصی پایین هستند تصویر 1.12.0:تکنولوژیهای تولید برای سوختهای مایع جایگزین از منابع متعدد 1.12.0: فرآیند های شیمیایی اصلاح شده فرآیندهای شیمیایی متعددی برای پالایش سوخت های زنده بوجود آمده اند که ازطریق آنها می توان به این مهم دست یافت.

50درصد میوه وگوشت نارگیل و copra روغن است که میتواند با آبگیری از آن کشیده شود.

این روغن در موتورهای دیزلی با بعضی اصلاحات وتبدیل به سیستم ای تزریقی می تواند استفاده شود.

اما سختی هاییکه با آن مواجه می شویم عبارتند از 1)گازهای سمی 2)زباله ها جامد سازی زیر 23c .واکنش این روغن با 20درصد حجم اتانول ومتانول، استرمزار و گلیسرول تولید می کند.

این محصول اصلاح شده سوخت بهتری برای موتور دیزلی است .گلیسرول یک محصول جانبه ارزشمند است.

تراکم انرژی 38mg در استرها بوجود میآید در محدوده ی 45-50mj/kg مقایسه می شود.

0.13:متان سازی این فرآیند بطور کلی برای هر نوع ارتقای کیفیتی بکار میرود.

هضم بی هوازی می تواند در محدوده سایکوفیلیک (زیر 20c) ،مزوفیلیک (20-45c) وترموفیلیک (45-00c) اتفاق بیفتد، مشخص است که فعالیت باکتریایی در محدوده حرارتی متفاوتی تغییر می کند.

شرایط مزوفیلیک بهتر با کشور هند سازگار است وتجارت زیادی وجود داردکه هضم ترموفیلیک به سرعت نوع مزوفیلیک نمی باشد و مورد اول به تولید گاز طبیعی بادرصد متان کمتر منجر می شود .

هضم بی هوازی در شرایط هسته ای و قلیایی بسیار خوب اجرا شده است.

0.13.1 کاربرد آن در مورد زوائد دباغ وخانه ها فرایند تولید متان نشان میدهد که زواید جامد دباغ خانه ها هیدرولیز آنزیمات را طی می کند.

یک کشت باکتریایی مرکب بعنوان یک sybiosis عمل می کند تا ماده اصی را هضم کند در حالیکه 2 گروه ازمیکروارگانیسیم ها مثل اسید دوست ها و متان دوست ها وجود دارند.

فرایند تولید اسید بوسیله ی اسیدی کردن باکتری در ساعتهای محدود انجام میشود باکتری تولید متان از طریق 2 مسیر متفاوت است.

با استفاده از هیدورژن ودی اکسید کربن طبق 2 روش واکنش (I) co+4H (II)cHooH وسپس روشن می شود که تجمع هیدروژن در هضم کننده به انتقال وتغییر فرم اسید پیروویک به اسید پراپیونیک با صرف هزینه از جانب اسیداستیک کمک می کند.

این پروپیونیک اسید ممکن است تنها مستقیما به متان تبدیل شود.

ضرورت عبور با میانجگری استیک نتیجه ی واکنش باکتری تخصص یافته است که نرخ رشد پایین دارد.

ماده ی جامد اصلی به متان و دی اکسید کربن تبدیل شده ومحتوای H2s را زیر %9/0 در گاز طبیعی نگه میدارد.

از ادبیات معاصر جمع بندی شد که زباله جامد روزانه تولید شده از پردازش جرم در کلکته 180-175 تن و دارای انرژی پتانسیل 2/3*10mj است که معادل با 8 تن و زغال سنگ است.

پوست ها از نظر محتوی کربن آلی به میزان %50 بسیار غنی هستند دیگر خصوصیت مهم حضور 17 درصد نیتروژن بر روی پایه خشک می باشد که مسئول باقی مانده های جامد حذف شده وبجامانده از اصلاح انرژی است.مهم است که درک کنیم گاز طبیعی تولید شده از دباغ خانه ها دارای %79-70 متان د رمقایسه با مقدار جمع شده ا زمدفوع گاو بقایای ماکیان و مدفوع بوفالو و..

می باشد که تنها در محدوده %55-50 متغیر بود بستر به خصوصیات ماده ی زائد تولید شده از دباغی های متعدد شکل فرایند تولید متان ممکن است برای در نظر گیری انرژی پتانسیل بقایای جامد متفاوت باشد.

بی هوازی سازی بقایای دباغی نشده جامد بی هوازی سازی بقایای پروتئینی بی رنگ شده بی هوازی سازی گل ولای آب بی فایده تمرین :بررسی ومطالعه Bio-mass 1)دلایل رابه اختصار مشخص کنید 1)یک منبع تجدید شونده انرژی 2)یک مشتق مفید از انرژی خورشیدی 2)منابع اصلی Bio-mass را با مثال های اندکی از هر دسته روشن کنید 3)بعضی از مزایا و مضرات Bio-mass را با مثال های اندکی از هر دسته روشن کنید 4)بعضی از مزایا و مضرات Bio-mass را برای استفاده انرژی زایی نام ببرید 5)اجزای اصلی گاز حیاتی چه هستند؟

منبع آن کدام است؟

مکانیسم هضم بی هوازی را با جزئیات آن به اختصار توضیح دهید با نگاهی انتقادی در مورد فاکتورهای کنترل کننده استفاده از گاز زنده کنید فاکتورهایی را که برای انتخاب مکان کاشت سوخت باید مدنظر قرا رگیرند نام ببرید.

کدام فاکتورها اندازه ی گیاه را تحت تاثیر قرار میدهند.

فرآیندی بنام فتوسنتز را توضیح دهید شرایط ضروری آن کدامند؟

جزئیات ساختاری و کاری هضم کننده یKVIC را توضیح دهید جامعه گیاهی گاز حیاتی چیست؟

منظور از کاشت انرژی چیست؟

مزایا ومضرات آنرا نام ببرید.بعضی از گیاهان اصلی پیشنهادی برای این هدف را در هند نام ببرید.

یادداشت هایی در مورد (1) تخمیر خشک ومرطوب 2)Pyrolysis 3)متانیشن از بقایای دباغ خانه ها 4)اجاق های Bio-mass بنویسید حجم هضم کننده ی Bio-mass مناسب برای خروجی 4 گاو را برآورد کرده وانرژی در دسترس از هضم کننده را حساب کنید.

زمان نگهداری 20 روز درجه حرارت 30c و ماده ی خشک مورد استفاده 2kg در روز استفاده از روغن طبیعی 0/25m در هر کیلوگرم است.

فرض کنید کارآمدی دیگ 00% در قبال توزیع متان8/0 بوده وگرمای احتراق متان 28mj/m3 در شرایط استاندارد باشد.

ضمیمه 1: مورد اول آنکور نصب مبدل های گازی توده حیاتی در یک واحد کاشی سرامیکی Gasifier های سری WBG در مارس 2001 در بخش تولید کنندگان سرامیک انجام شد.gasifier ها به منظور تامین انرژی حرارتی برای کوره نصب شده اند.

جزئیات سیستم عبارتند از: 1-قبل از نصب مبدل های گازی بیسکویت ها 2)با مبدل گازی کاشی های لعاب دار مبدل گازی 500-WBG مشتعل باگاز ونفت سفید درجه حرارت 1050C صرفه جویی 2000 لیتری در روز در مصرف نفت سفید مصرف 7800kg درروز چوب 3)صرفه جویی کلی نفت سفید در سال 1000kl صرفه جویی در سال Rs.80lacs / تحقیق کلی Rs.3.lac دوره ی بازپس دهی 5-4ماه 4)موارد مهم بعضی کاربردهای حرارت بالا برای اولین بار استفاده شده ان دیک اجرا وعمل بدون مشکل در بیش از 100 ساعت آنکور نصب مبدل های گازی توده حیاتی برای تولید بخار 1-قبل از نصب مبدل گازی ظرفیت بویلر: ساعت /4/0 Mt بخار مصرف نفت کوره: روز /0/0 KL 2-با مبدل گازی: مبدل گازی : WBG-500 مصرف نفت کوره: 3/0 KL / مصرف چوب 12/0 MT / 3-صرفه جویی کلی صرفه جویی در نفت کوره :روز/ 3/0KL صرفه جویی مالی روز/RS.10000 مجموع سرمایه گذاری RS/30lacs دوره باز پرداخت یک سال 4-موارد مهم: مبدل گازی برای عمل در تمام کنترل های اتوماتیک طراحی شده است اجاق های قول اتوماتیک مورد استفاده قرار می گیرند نوسانات شارژها درحین عملکرد توده زنده ساماندهی می گردند سرمایه گذاری lacs 75/3 .ks زمان بازپرداخت: یک سال موارد مهم: فقط اجاق نفتی با اجاق گازی جایگزین شده وهیچ تغییری در کوره داده نشده است عملکرد بسیار پاکیزه شده در مقابل دود سیاه تولید شده به وسیله نفت.

توده ی زنده در ابتدای ترین مفهوم خود به معنای بقایای محصولات کشاورزی، محصولات زائد کشاورزی بقایای صنعت کشاوری وجنگلداری می باشد.

جداول جداگانه میزان در دسترس بودن ونحوه استفاده از گیاهان پرانرژی را نشان میدهد.

جذابیت توده ی زند بعنوان یک سوخت برای تولید نیرو از شباهت های زیاد آن با سوخت های فسیلی مشتق می شود.