سوخت زیستی[1]
نوعی از سوخت است که از منابع زیست توده به دست می آید. از منابع اولیه سوخت های زیستی می توان به ضایعات چوبی، تفاله های محصولات کشاورزی،نیشکر،غلات، روغن گیاهان و سبزیجات اشاره نمود.
سوخت های زیستی شامل بیو اتانول، بیو متانولو بیودیزل در کشورهای زیادی مورد توجه واقع شده و برزیل بخش اعظمی از مصارف بنزین خود را با سوخت های تجدید پذیر جایگزین نموده است. همچنین در ایالات متحده آمریکا، بخش هایی از اروپا، امریکا و آفریقا و اخیرا آسیا نیز از این نوع سوخت ها به عنوان جایگزین بنزین، گازوئیل و MTBE (ماده افزودنی به بنزین بعنوان جایگزین سرب برای بهسوزی) استفاده می شود و
پیش بینی می شود که سهم آن در تامین انرژی بخش حمل و نقل روز به روز افزایش یابد.
انواع سوخت زیستی
سوخت های زیستی بر اساس ماده اولیه دارای چهار نسل هستند که نسل های دوم و سوم آن را سوخت های پیشرفته می نامند.
منابع نسل اول: مواد قندی و نشاسته ای
نسل اول سوخت های زیستی از مواد قندی، نشاسته ای، روغن های نباتی یا چربی های حیوانی تهیه می شوند مواد اولیه آنها معمولا از دانه غلات مانند: ذرت و گندم بوده که نشاسته آن تخمیر و از آن اتانول تولید می شود و یا بذر آفتابگردان و سویا که روغن آنها استخراج و به عنوان سوخت دیزلی مصرف می شود این مواد به جای اینکه وارد زنجیره غذایی انسان یا تغذیه دام شوند، در تولید انرژی سوختی مصرف می شوند که این امر باعث افزایش قیمت آنها گردیده و انتقادهای جهانی را در پی داشته است.
سوخت های زیستی نسل اول برای تولید بیودیزل عبارتند از:
- روغن نباتی
روغن نباتی معمولا برای تولید سوخت زیستی مصرف نمی شود اما روغن هایی با کیفیت کمتر برای این منظور قابل استفاده هستند. روغن های نباتی ضایعاتی که آب و ذر ات آنها جدا شده برای تهیه سوخت دیزلی مصرف می شوند. به منظور احتراق کامل روغن ضایعاتی در موتورهای دیزلی، غلظت آن باید کاهش یابد.
- سوخت زیستی موتورهای دیزلی
استفاده از گازوئیل برای موتورهای دیزلی در اروپا رواج دارد. این سوخت از روغن های نباتی یا حیوانی، سویا، خردل، آفتابگردان، کتان، کنف و جلبک تهیه شده، پس از انجام فرآیندهای شیمیایی بر روی آنها از نظر ترکیبات شبیه گازوئیل معمولی می گردند که نام شیمیایی آنها استر اسیدهای چرب متیل (یا اتیل) با نام اختصاری FAME است. روغن ها با سود و متانول یا اتانول ترکیب و تولید FAME و گلیسرول می کنند. در این فرآیند شیمیایی یک قسمت گلیسرول به ازای ده قسمت گازوئیل تولید می شود.
مخلوط گازوئیل زیستی با گازوئیل معمولی را می توان در هر موتور دیزلی مصرف نمود. معمولا از گازوئیل زیستی به صورت صددرصد استفاده نمی شود. زیرا این ماده بسیار غلیظ بوده و لازم است که قبل از مصرف گرم شود. از این رو بیشتر سازندگان وسایل نقلیه پیشنهاد می کنند که 15٪ گازوئیل زیستی یا گازوئیل معمولی مخلوط شود. امروزه با توجه به تغییراتی که در موتورهای دیزلی انجام شده است، می توان از صددرصد گازوئیل زیستی نیز استفاده نمود.
گازوئیل زیستی حلال مناسبی بوده، بقایای مانده درباک و لوله های انتقال سوخت در وسایل نقلیه را حل
می کند همچنین باعث تمیز شدن موتور ازبقایای گازوئیل معمولی می گردد به همیت علت فیلتر این خودروها باید زودتر تعویض شود. گازوئیل زیستی نسبت به گازوئیل معمولی دارای تعداد کربن و تعداد هیدروژن و اکسیژن بیشتری است. این خاصیت باعث احتراق کمتر گازوئیل معمولی و کاهش ذرات سوخته نشده کربن
می شود. در آمریکا بیشتر از 80٪ کامیون ها و اتوبوس‌ها از گازوئیل معمولی استفاده می کنند، اما امروزه تولید گازوئیل زیستی در این کشور افزایش یافته است[1].
- الکل های زیستی
الکل های زیستی تولید شده بیشتر اتانول و در مقیاس کمتری پروپانول و برتانول هستند که بر اثر عمل میکروارگانیسم ها و آنزیم از طریق تخمیر قندها، نشاسته و سلولز تهیه می شوند. بوتانول زیستی که به آن سوخت زیستی نیز گفته می شود، می تواند مستقیما جایگزین بنزین معمولی (همانند گازوئیل زیستی در موتورهای دیزلی) گردد.
اتانول، معمولی ترین سوخت زیستی در جهان، به خصوص در برزیل است. اتانول را می توان به وسیله تخمیر کربوهیدرات موجود در ذرت، گندم، چغندر قند، نیشکر و ملاس تولید نمود. مراحل تولید اتانول شامل : استفاده از آنزیم برای تجزیه نشاسته به قندها، تخمیر قندها، تقطیر و آبگیری است . بوتانول در اثر تخمیر استون بوتانیل اتان به دست می آید بر اساس تحقیقات انجام شده مصرف بوتانول با تولید انرژی بیشترین نسبت به اتانول همراه بوده مستقیما در وسایل نقلیه بدون تغییرات در موتور استفاده می شود. همچنین خوردگی و حلالیت بوتانول کمتر ازاتانول بوده و توزیع آن با امکانات موجود نیزامکان پذیر است.
- گاز زیستی
گاز زیستی در شرایط غیرهوازی از تجزیه شدن ضایعات (مواد آلی) ایجاد می شود. مواد جانبی باقیمانده پس از تولید گاز زیستی را می توان برای تولید سوخت زیستی با کودهای آلی مصرف نمود. همچنین با استفاده از میکرواورگانیسم ها می توان گاز متان را از زغال سنگ به دست آورد.
هدف از گازی کردن زیست توده، تولید گازهای مصنوعی (H2,CO) و تبدیل این گازها به اتانول می باشد. مرحله اول شامل گازی کردن زیست توده به گاز طبیعی است که هدف از آن تبدیل ترکیبات کربن دار به گاز
می باشد و از آن می توان برای احتراق یا تولید ترکیبات شیمیایی استفاده نمود. گازی کردن ترکیبات سلولزی باعث ایجاد گازهای H2 , CO می شود.
برای تبدیل گازها به اتانول می توان از کاتالیزور و یا تخمیر مستقیم استفاده نمود. در کارخانه هایی با ظرفیت کم، مسیر تخمیر مناسب تر بوده و برای تخمیر از باکتری Clostridium lungdohlii در 27 درجه سانتی گراد همراه با کنترل اسیدیته استفاده می شود. در این مسیر علاوه بر اتانول، محصول جانبی اسید استیک نیز تولید می شود
فصل اول – کلیات
چکیده................................................................................................................................. 2
سوخت زیستی..................................................................................................................... 3
انواع سوخت زیستی............................................................................................................ 3
منابع نسل اول: مواد قندی و نشاسته ای.................................................................................. 3
منابع نسل دوم: مواد سلولزی و ضایعات کشاورزی.................................................................. 6
منبع نسل سوم: زیست توده حاصل از جلبک........................................................................... 8
مواد اولیه سوخت زیستی....................................................................................................... 9
اولین منبع تولید سوخت زیستی............................................................................................. 9
گیاهان حاوی مواد قندی........................................................................................................ 9
نیشکر.............................................................................................................................. 10
تولید اتانول از نیشکر.......................................................................................................... 10
چغندر قند......................................................................................................................... 11
سورگوم شیرین.................................................................................................................. 12
تولید اتانول از سورگوم شیرین............................................................................................ 13
دومین منبع تولید سوخت زیستی......................................................................................... 14
گیاهان حاوی مواد نشاسته ای............................................................................................... 14
ذرت.................................................................................................................................. 15
تولید اتانول از ذرت............................................................................................................ 16
گندم.................................................................................................................................. 16
تولید اتانول از گندم ............................................................................................................ 17
کاساوا................................................................................................................................ 17
تولید اتانول از کاساوا........................................................................................................... 18
سومین منبع تولید سوخت زیستی......................................................................................... 20
زیست توده........................................................................................................................ 20
منابع زیست توده ............................................................................................................... 22
تاریخچه زیست توده در ایران .............................................................................................................23
تاریخچه استفاده از سوخت های زیستی................................................................................ 24
وضعیت تولید سوخت زیستی در دنیا................................................................................... 25
معایب تولید سوخت زیستی............................................................................................... 27
دورنمای آینده................................................................................................................... 28
سوخت های فسیلی............................................................................................................ 28
بنزین................................................................................................................................. 29
تولید بنزین......................................................................................................................... 29
متیل ترشیاری بوتیل اتر چیست؟.......................................................................................... 32
فصل دوم: بررسی اثر اختلاط سوخت های زیستی بر بهسوزی سوخت های فسیلی
مقدمه.................................................................................................................................. 35
عدد اکتان............................................................................................................................ 36
عوامل موثر بر عدد اکتان.................................................................................................... 38
متیل ترشیاری بوتیل اتر (MTBE).......................................................................................................38
مشخصات MTBE .......................................................................................................... 39
شیمی MTBE........................................................................................................................ 41
میزان تقاضای MTBE............................................................................................................ 43
کاربردهای MTBE................................................................................................................ 43
مسائل زیست محیطی MTBE................................................................................................ 44
راه های نفوذ MTBE به محیط زیست................................................................................. 45
اثرات بهداشتی MTBE........................................................................................................ 46
حد مجاز و استانداردMTBE ................................................................................................ 48
روش های حذف MTBE از آبهای آلوده .............................................................................. 48
استفاده از تولیدات گیاهی فرآوری شده (AREFORCE) ........................................................ 50
مشخصات کلی فناوری AREFORCE................................................................................. 50
مزایای بهره گیری از فناوری AREFORCE.......................................................................... 52
جنبه های زیست محیطی فناوریAREFORCE..................................................................... 52
جنبه های اقتصادی فناوریAREFORCE............................................................................. 52
تقطیر اتانول و مراحل پس از آن.......................................................................................... 53
سیستم های تقطیر............................................................................................................... 53
آبگیری از اتانول................................................................................................................. 54
مزایای زیست محیطی اتانول.............................................................................................. 56
دیگر مصارف اتانول.......................................................................................................... 57
نتیجه گیری....................................................................................................................... 60
منابع و مآخذ..................................................................................................................... 61
شامل 62 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود تحقیق بررسی اثر اختلاط سوخت های زیستی بر بهسوزی سوخت های فسیلی
امروزه با توجه به رشد و توسعه صنعت ساخت و ساز در دنیا، انتظارات از بتن نیز به عنوان یک مصالح ساختمانی نسبتاً ارزان، دردسترس در اکثر نقاط و دارای پتانسیل مقاومتی و دوام مناسب نسبت به دیگر مصالح رایج، رو به افزایش می باشد. لذا متخصصان این رشته بر آن شده اند تا همگام با توسعه دیگر علوم و کاربرد آنها در بهبود کیفیت مصالح ساختمانی، قابلیت های بتن را نیز بهبود بخشند . آنچه که عموماً به نام بتن های توانمند از آن نام برده می شود، نتیجه بخشی از این کاربردها می باشد. (High performance concrete) بتن های توانمند به دلیل دارا بودن ویژگی هایی همچون: