تحقیق در مورد سوختهای جایگزین

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 28

سوختهای جایگزین

مقدمه:

تا کنون مهمترین و معمول ترین سوخت جهت استفاده در سرویس های حمل و نقل، در بسیاری از کشورهای دنیا بنزین و گازوئیل بوده است. اتومبیل هایی که سوخت بنزین یا گازوئیل مصرف می کنند موجب انتشار مواد مضر و آلاینده با ترکیبات شیمیایی پیچیده می شوند که بنوبه خود، سبب تولید اوزون در سطح جو زمین می شوند. با آنکه تمهیدات مختلف جهت کاهش آلودگی اعم از برنامه های معاینه فنی خودورها یا نصب سیستم های کنترل انتشار آلاینده در اگزوز خودروها در کشورهای پیشرفته بکار گرفته شده، لیکن این برنامه ها در شهرهای بزرگ مسئله تولید اوزون و سایر آلاینده ها را به حد کافی کاهش نداده است.

وقتی سوختهای فسیلی با ترکیب هیدروکربورهای مختلف بطور کامل می سوزد یعنی با اکسیژن موجود در هوا ترکیب می شود، تولید دی اکسید کربن و آب می کند. حال اگر عمل سوختن کامل نباشد، بجای مقداری از دی اکسید کربن (CO2)، منواکسید کربن (CO) تولید می شود که ماده ای بسیار سمی است. همچنین برخی از اتمهای کربن موجود در ترکیبات سوخت به صورت نسوخته و ذرات جامد کربن روی هم انباشته شده، همراه هیدروکربورهای نسوخته از اگزوز اتومبیل ها به صورت دوده خارج می شود. هیدروکربورهای نسوخته نیز بهمراه مقادیری از سوخت که پیش از ورود به موتور تبخیر شده و به هوا منتشر می شود در مجاورت نور خورشید با ترکیبات اکسیدهای نیتروژن حاصل از عمل احتراق در موتور، ترکیب شده و تولید اوزون می کند. اوزون اگرچه در لایه استراتوسفر مانع از عبور نور ماورای بنفش و رسیدن آن به سمت زمین می شود لیکن در سطح زمین از مهمترین عوامل ایجاد مه دودشیمیایی(SMOG) و تولید کننده مواد سمی مضر برای سلامتی انسان محسوب می گردد.

در این راستا، سوختهای پاک دارای خواص فیزیکی و شیمیایی ذاتی هستند که آنها را پاک تر از بنزین با ساختار و ترکیبات فعلی در عمل احتراق می نماید. بطور کلی این سوختها حین احتراق، هیدروکربور (نسوخته) کمتری تولید کرده و مواد منتشره حاصل از احتراق آنها دارای فعالیت شیمیایی کمتر برای تشکیل اوزون و مواد سمی دیگر می باشند. استفاده از سوختهای جایگزین، همچنین شدت افزایش و انباشته شدن دی اکسید کربن که سبب گرم شدن زمین می شود را نیز کاهش می دهد.

البته در بنزین اصلاح ساختار یافته (Reformulated Gasoline) انتشار مواد آلاینده تا 25 درصد نسبت به بنزین موجود کاهش می یابد لیکن با توجه به وابستگی آن به منابع نفت خام، بعنوان سوخت جایگزین مطرح نمی باشد.

به این ترتیب، معرفی سوختهای جایگزین و مطالعه در خصوص امکان استفاده و بهره برداری از سوختهای جایگزین، با توجه به ملاحظات فنی- اقتصادی و منابع گسترده موجود برخی از آنها در ایران، همچنین بدلیل روند روبه رشد مصرف سوختهای مایع هیدروکربوری در کشور که هر ساله موجب ضرر و زیان هنگفت به بودجه عمومی و محیط زیست کشور می شود از اهمیت قابل توجهی برخوردار شده است.

انواع سوختهای جایگزین

بیودیزل:

بیودیزل عبارت است از استرهای منو الکیل اسیدهای چرب با زنجیر طویل که از منابع طبیعی تجدید پذیر مانند روغنهای گیاهی یا چربیهای حیوانی تهیه می شود.

مخلوطهایی تا 20% بیودیزل و مابقی گازوئیل ( دیزل ) می توانند در کلیه تجهیزات مربوط به سوخت دیزل مورد استفاده قرار بگیرند. مخلوطهایی با نسبتهای بالاتر بیودیزل تا صددرصد بیودیزل خالص در موتورهای ساخته شده از سال 1994 به بعد ، با اندک تغییرات و یا حتی بدون نیاز به آنها ، می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. گرچه حمل و نقل و ذخیره سازی آنها نیازمند تمهیدات خاصی می باشد.

تفاوتهای اساسی در ترکیب بیودیزل و گازوئیل :

مهمترین تفاوت اساسی در ترکیبات بیودیزل و دیزل ، محتوای اکسیژن می باشد. میزان اکسیژن موجود در دیزل صفر است در حالیکه بیودیزل حاوی 12-10 درصد وزنی اکسیژن می باشد که باعث کاهش دانسیته انرژی و انتشار ذرات معلق می گردد. بعلاوه بیودیزل عاری از گوگرد می باشد. در حالیکه در دیزل گوگرد وجود دارد که در سیستم اگزوز موتور به اکسیدهای گوگرد و سپس بخشی از آن به اسید سولفوریک تبدیل می گردد. این اسید خود منجر به تولیدات ریز می شود. گازوئیل معمولا" 40-20 درصد حجمی آروماتیک دارد که باعث افزایش انتشار آلاینده هایی نظیر Nox و ذرات معلق می گردد. بیودیزل اساسا" عاری از آروماتیکها می باشد. در گازوئیل هیچ پیوند دوگانه ( الفینی ) وجود ندارد در حالیکه در بیودیزل بواسطه حضور قابل ملاحظه محلهای غیر اشباع پایداری در مقابل اکسیداسیون کم می باشد.

ترکیب زنجیرهای اسیدهای چرب :

روغنهای گیاهی شامل ترکیبات مختلفی از زنجیرهای اسیدهای چرب می باشند. خصوصیات سوخت بیودیزل بطور قابل ملاحظه ای به زنجیرهای اسیدهای چرب موجود در خوراک مورد استفاده برای استریفیکاسیون بستگی دارد.

سویا ، بادام زمینی ، پنبه دانه ، گل آفتاب گردان و کنولا ( گونه ای از دانه شلغم روغنی ) از منابع روغنهای گیاهی به شمار می روند. چربیهای حیوانی و روغن مصرف شده در آشپزی ( که به عنوان شبهه گریس شناخته می شود ) نیز منابع تولید اسیدهای چرب مورد نیاز بیودیزل می باشند.

تولید بیودیزل :

برای تهیه بیودیزل ، از روغنهای گیاهی و چربیهای حیوانی استفاده می شود. چربیها و روغنها با