سوخت توربین گاز صنعتی(۳)

diagramسوخت های گازسنتزی

سوخت‌های گازسنتزی در یک فرایند گازسازی از سوخت‌های جامع و مایع حاصل می‌شوند. این سوخت­ها می‌توانند فسیلی یا تجدیدپذیر باشند. یکی از این سوخت­های فسیلی مرسوم زغال­سنگ می‌باشد. تلاش‌های زیادی برای استفاده از زغال‌سنگ در توربین گاز صورت گرفته است. برای تبدیل زغال‌سنگ به سوخت گازی مناسب برای توربین گاز فرایند مشخصی طی می‌شود که حاصل آن، تولید گاز ترکیبی است و اجزای آن عبارتند از هیدروژن وکربن‌منوکسید به همراه مقادیر کمی کربن‌دی‌اکسید، متان و سولفور.

گاز سنتزی را نیز می‌توان از سوخت نفت کوره سنگین نیز استخراج کرد. امروزه اين موضوع كاملا مورد قبول قرار گرفته است كه نفت خام در دسترس پالايشگاه­ها در حال سنگين‌تر شدن مي­باشد. به علاوه تقاضا براي محصولات با ارزش بالا مانند بنزين و فراورد‌ هاي تقطير مياني نيز افزايش يافته است.

سنگين­تر شدن مواد خام و نياز مبرم به محصولات با كيفيت بالا و همچنين مقررات سفت و سخت در مورد سوخت، پالايشگاه­ها را با چالش­هاي جديدي مواجه كرده است. براي مقابله با اين چالش­ها، تلاش­هاي بسياري انجام شده است و فناوري­هاي متعددي جهت بهبود و ارتقاء نفت سنگين توسط مؤسسات تحقيقاتي توسعه يافته‌اند، مانند آسفالت گيري با استفاده از حلال، تصفيه هيدروژني و شكست كاتاليستي. اما اين فنآوري­هاي تبديل پر هزينه نيز يك محصول ته­مانده برجاي می­گذارند كه علي­رغم كاهش حجم، حاوي مقادير قابل توجهي گوگرد و فلزات سنگين مي­باشد.

با اين حال راه حل ديگري براي مسئله نفت سنگين وجود دارد كه پالايشگاه­ها و صنايع در نقاط مختلف جهان با علاقه بسيار زياد به دنبال آن مي­باشند؛ فنآوري تبديل به گاز. تبديل به گاز فرايندي است كه در آن يك ماده خام حاوي كربن توسط عامل گازساز (تركيب ديگر گازي) به صورت ترموشيميايي تبديل به گاز سنتز كه به طور عمده شامل هيدروژن و منوكسيدكربن است، مي­شود. گاز سنتز حاصل مي­تواند براي توليد انرژي و يا به عنوان ماده اوليه براي ساير فرآيندهاي توليد مواد شيميايي استفاده شود. در مورد پالايشگاه­ها، بسته به پيكربندي خاص فرايند و ارزش محصول، تبديل به گاز مي­تواند روشي مقرون به صرفه براي كاهش محصولات سنگين پايين برج تا مقادير نزديك به صفر باشد .

بررسی انواع سوخت های گاز سنتزی

پوژه AFTUR به منظور جایگزین کردن سوخت­هایی جدید برای توربین گازهای صنعتی، ایجاد شد. در این راستا این پروژه قصد رسیدن به سوخت‌هایی را داشت که در عین ارزش حرارتی کم (حدود ۲۵ درصد ارزش حرارتی گاز طبیعی) بتوانند در توربین گاز استفاده شوند.

این پروژه در سال ۲۰۰۳ کلید خورد و قصد دارد محدوده بیشتری از سوخت‌ها را وارد چرخه اقتصادی توربین گازهای صنعتی کند، سوخت­هایی از قبیل سوخت­های بیو و سوخت­های گازی که از ضایعات، فرآوری شده­اند. این سوخت­ها ارزش حرارتی کم تا متوسط خواهند داشت، پروژه AFTUR قصد دارد سوخت­های جدید را طوری انتخاب کند که ملاحظات لازم برای تطبیق آنها را در توربین گاز را ببیند. این ملاحظات از  قبیل، خواص اتمیزاسیون و پاشش سوخت­های مایع، خواص احتراق و انتشار گازهای گلخانه­ای برای سوخت‌های جایگزین، میزان دوده گرفتن و انتشار NOx در شرایط مختلف علمکردی توربین گاز و تطبیق پذیری محفظه‌های احتراق کنونی برای استفاده از سوخت­های جایگزین است.

در فاز اول باید طیفی از سوخت­های جایگزین به منظور استفاده در توربین گازهای صنعتی را انتخاب کرد. انتخاب سوخت بر اساس پارامترهای زیر خواهد بود:

  • در دسترس بودن
  • ترکیبات
  • ویژگی‌های فیزیکی
  • قیمت سوخت

در زیر لیستی از گازهایی که پتانسیل به کار رفتن در توربین گازهای صنعتی را دارند، و در این پروژه روی آنها تمرکز شده، نشان داده شده است:

- روغن گیاهی

- استر (ester)

- سوخت‌های گرماکافت شده (Flash pyrolysis oils )

- اتانول (ethanol)

- متانول (methanol)

- سوخت‌های مصنوعی

- دی متیل اتر

- بیوگاز ناشی از گازسازی

– بیوگاز ناشی از متانیزاسیون

– بیوگاز ناشی از گرماکافت آرام

– گازهای فراوری صنعتی، غنی شده با هیدروژن

توضیحات در مورد برخی از سوخت های فوق در زیر آمده است:

اسید چرب متیل استر (Fatty acid methyl esters – FAME): از منابع تجدیدپذیری مثل روغن­های گیاهی و چربی­های حیوانی تامین می­شود. در اتحادیه اروپا، FAME بیشتر از روغن­های گیاهی است که از گل­های آفتابگردان بدست می­آید. از آنجایی که FAME خواص نزدیکی به سوخت دیزل دارند، این سوخت­ها می‌توانند به طور مستقیم در توربین گاز استفاده شوند و هم چنین با سوخت دیزل ترکیب شوند (از ۵ تا ۳۰ درصد).

گرماکافت:  فرایندی است که با گرما دادن منابع جامد بیومس (ضایعات و چوب) در نبود اکسیژن، سوخت‌های جامد، مایع و گاز تولید می­کند.

بیوگاز از متانیزاسیون: در فرایند متانیزاسیون می توان از مواد ارگانیک در نبود اکسیژن، گازهای کربن دی­اکسید و متان استخراج کرد که بعنوان سوخت کاربرد دارد.

گازهای صنعتی غنی شده با هیدروژن: گازهای صنعتی معمولا از پسماند پالایشگاه­ها و صنایع شیمیایی برجا می­مانند. به جای سوختن این گازها در کورها یا دیگ­های بخار، می‌توان این گازها را با غنی‌سازی هیدروژن، به عنوان سوخت توربین­گازهای صنعتی به کار برد. در ‏شکل زیر نمودار ستونی ارزش حرارتی سوخت‌های گازی فوق آمده است:

میزان ارزش حرارتی سوخت­های گازی

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *