تحقیق انواع سوختها و بیوگاز

Rate this post
تحقیق انواع سوختها و بیوگاز

تحقیق-انواع-سوختها-و-بیوگاز

این تحقیق در مورد انواع سوختها و بیوگاز در ۱۴۲ صفحه و در قالب ورد و شامل انواع سوختها و بیوگاز،انرژیهای نوین،بیوگاز،سوخت،نفت،گاز،زغال سنگ،بیو انرژی،سوخت فسیلی،سوخت ها و انواع آن ،ترکیبات گاز طبیعی،انواع انرژی‌های تجدیدپذیر،انرژی خورشیدی و ساختار آن،انرژی بادی،انرژی آبی،انرژی امواج، و غیره می باشد.

فهرست

۱-سوخت : 8

سوخت ها و انواع آن در جهان: 8

-انرژی های فسیلی: 8

نفت خام و تاریخچه آن: 8

ترکیبات نفت.. 11

تاریخچه پیدایش و حفاری چاه های نفت در ایران. 11

منابع نفتی جهان. 12

نگاهی اجمالی به منابع نفتی چند کشور 13

-گاز طبیعی.. 15

تاریخچه گاز طبیعی.. 15

ترکیبات گاز طبیعی. 15

چرخه تولید و استخراج گاز طبیعی.. 16

ذخایر گاز طبیعی جهان. 18

گاز طبیعی در ایران. 19

-زغال سنگ.. 20

تاریخچه پیدایش ذغال سنگ.. 20

ذغال سنگ در جهان. 22

ذغال سنگ در ایران. 24

-سوختهای فسیلی و اثرات زیست محیطی آن24

-ضرورت استفاده از انرژی های نوین: 32

انواع انرژی‌های تجدیدپذیر و میزان بهره برداری از آنها در جهان : 33

معرفی اجمالی انواع انرژی های نوین: 34

انرژی خورشیدی و ساختار آن   34

کاربردهای انرژی خورشید. 36

استفاده از انرژی حرارتی خورشید. 36

کاربردهای نیروگاهی   36

نیروگاههای حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی   37

نیروگاههای حرارتی از نوع دریافت کننده مرکزی   38

نیروگاه‌های حرارتی از نوع بشقابی   38

دودکش‌های خورشیدی   38

کاربردهای غیر نیروگاهی   40

انرژی فتوولتائیک و ساختار آن. 42

مصارف و کاربردهای انرژی فتوولتائیک به طور مختصر از این قرارند: 44

انرژی باد. 44

تاریخچه 45

برق بادی در مقیاس‌های کوچک.. 48

استفاده از زمین برای ساخت توربین   49

بزرگترین توربین بادی جهان. 49

انرژی زمین‌گرمایی.. 50

انواع فناوریهای تبدیل. 51

نیروگاه‌های بخار خشک    51

نیروگاه‌های تبدیل به بخار سیال (Flash Steam) 51

نیروگاه چرخه دوگانه  51

مزایای انرژی زمین گرمایی.. 51

معایب انرژی زمین گرمایی.. 52

نیروگاه زمین گرمایی در ایران. 52

انرژی جزر و مد. 53

انرژی امواج دریا 56

طبقه بندی امواج دریا 56

نیروی برق‌آبی.. 57

زیست‌توده 60

ساختار شیمیایی زیست توده  61

محدودیتهای انرژیهای تجدید پذیر 61

-معرفی بیوگاز63

تاریخچه تولید بیوگاز 65

منابع زیست توده جهت تولید بیوگاز 67

مهمترین منابع زیست توده که در تولید بیوگاز نقش دارند: 68

فضولات دامپروری : 68

ضایعات کشاورزی : 69

ضایعات صنایع غذایی : 71

پتانسیل تولید بیوگاز از مواد مختلف از این قرار است: 72

چکیده پتانسیل تولید بیوگاز از زائدات کشاورزی در ۳۵ درجه  72

جدول مقایسه خواص  برخی گازهای  رایج با بیوگاز  73

جدول مقایسه بیوگاز با سایر مواد سوختی   73

انواع واکنشها برای حذف مواد آلی: 76

مراحل و واکنش های تولید بیوگاز: 80

دلایل ارجحیت بیوگاز به سایر انرژیهای تجدید پذیر: 84

معایب سیستم بیوگاز: 94

پارامترهای مؤثر بر فرآیند هضم بی هوازی و تولید بیوگاز: 94

بیوگاز و کود حاصله از آن: 105

برخی از خصوصیات کود بیوگازی: 107

مراحل ساخت واحد بیوگاز با تمام جزئیات آن: 113

روش های انجام آزمایش: 114

آیتمهایی  که باید در طول زمان آزمایش اندازه گیری و بررسی شوند؟ 115

مرداب های مصنوعی.. 120

تولید انرژی.. 121

بیوگاز و برق حاصل از آن: 122

مزایای بیوگاز: 125

امنیت انرژی   126

بیوگاز همچنین دارای منافع عمومی زیر می باشد: 126

 

 

1-سوخت :

سوخت ماده‌ای است که در اثر تغییرات (معمولاً شیمیائی) تولید انرژی مفید می‌کند که بعداً می‌تواند تبدیل به انرژی مکانیکی شود. این تغییرات معمولاً با سوختن (یعنی ترکیب با اکسیژن) همراه است. فرایندهای مورد استفاده برای تبدیل سوخت به انرژی عبارتند از: واکنش های شیمیایی مختلف و گرمازا و واکنش های هسته ای مانند شکافت هسته ای یا گداخت هسته ای. هم اکنون هیدروکربن ها (سوخت های فسیلی) ­شایع ترین منابع سوخت مورد استفاده توسط انسان هستند، اما در بسیاری از موارد فلزات رادیو اکتیو نیز به عنوان سوخت استفاده می شوند.

سوخت ها و انواع آن در جهان:

منابع انرژی از دیدگاه های مختلف به صورتهای گوناگون تقسم بندی شده­اند و در مطالعات مختلف تحت عناوین زیر شناخته می شوند:

۱- منابع انرژی های سنتی (فسیلی): همچون نفت، زغال سنگ و گاز طبیعی که منابع تمام شدنی  (منابع فسیلی) به حساب می آیند .

2- منابع انرژی­های هسته­ای: دارای تکنولوژی پیچیده و خاص بوده و دارای عوارض محیط زیستی می باشند .

3-  منابع انرژی­های نوین (تجدید پذیر): همچون انرژی خورشیدی، انرژی باد، آب های جاری، انرژی گرمایی درون زمین و انرژی امواج جزر و مد، انرژی هایی هستند که تا مدت ها در اختیار بشریت خواهند بود و به این زودی ها تمام نخواهند شد. از این رو به این منابع انرژی، انرژی های تجدید پذیر و یا انرژی های نوین می گویند.

-انرژی های فسیلی:

نفت خام و تاریخچه آن:

 

در بین انرژی های فسیلی (سوخت های جامد، مایع و گاز) و غیر فسیلی (تجدید پذیر)، مهمترین انرژی ‌‌‌‌« نفت خام » می باشد. نفت پس از آب فراوان ترین مایع در بخش های بالایی پوسته زمین است. زندگی در جهان امروز بدون نفت ناممکن خواهد بود؛ دست کم در حال حاضر نفت نقش پر اهمیتی را در زندگی بشر بازی می کند. بخش بزرگی از نیازهای ما به انرژی با سوزاندن و سوختن نفت تأمین می شود؛ نفت یک منبع غنی از مواد شیمیایی است موادی که میتوان از آنها رنگ، دارو، انواع پلاستیک، پارچه، پروتئین های ساختگی (مصنوعی) و مواد گوناگون دیگر ساخت؛ همچنین کلید حمل و نقل ـ که پای روان انسانها و بال تیز پرواز بشر است ـ در دست نفت می باشد. از نفت هم برای سوختن و هم برای ساختن استفاده می شود. براساس مطالعات آماری از هر بشکه نفت خام حدود ۸۷% آن برای سوختن و سوزاندن و تولید انرژی و ۱۳% آن برای ساختن ـ آنچه از نفت می­سازند- مورد استفاده واقع می شود. مندلیف دانشمند معروف روسی دهها سال پیش هشدار داد که: سوزاندن نفت برای تولید انرژی مانند آن است که اجاق آشپزخانه را با سوزاندن اسکناس با پشتوانه، روشن نگه داریم. فراوانی ظاهری، سهولت انبارداری و حمل و نقل، کاربرد آسان و بهای ارزان نفت موجب شده است که به توصیه مندلیف توجه نکنیم؛ مشکل دیگری هم که از سوختن نفت زاییده شده، مشکلات زیست محیطی است که با سوختن نفت به دلایل مختلف انواع مواد سمی و خفه کننده را در طبیعت رها می­کنیم، تا آنجا که حجم زیاد گاز منوکسید ناشی از سوزاندن نفت و مشتقات آن موجب شده دمای زمین به تدریج افزایش یابد و لایه ازون آسیب ببیند و اشعه های خطرناک فرا کیهانی بشریت و طبیعت را تهدید نماید. از آن جهت که ‌‌‍«نفت» تاریخی بس بلند و پر سابقه دارد لازم است به صورت خیلی خلاصه سابقه آن را باز گو کنیم : 
قدما نفت را می شناخته و بعضی از موارد استعمال آن را می دانستند. در کشورهای خاورمیانه که جنگل های انبوه کم بود و ترا­وش نفت روی زمین از کشورهای مناطق دیگر بیشتر نمودار می گشت مردم آن نواحی زودتر از دیگران به کشف نفت و فواید آن پی بردند.

 

شکل ‏2‑۱- شماتیک یک چاه نفت

بر عکس در یونان و روم و کشورهای اروپایی که مردم در سرزمینی پر جنگل و مستور از بوته و چمن می زیستند سوخت خود را با هیزم و زغال چوب تأمین می کردند و صمغ های درختی به جای نفت و قیر حوائج آنها را مرتفع می ساخت از این رو در کتابهای تاریخی آسیا و شمال آفریقا نام نفت و موارد استعمال آن بسیار دیده می شود ولی از رواج و شیوع نفت در اروپای آنروز خبری نیست. در کتابهای عهد عتیق از جمله تورات باب ششم خطاب به نوح پیغمبر می نویسد: «پس برای خود کشتی از چوب کوفر بساز و حجرات در کشتی بنا کن و بیرونش را با قیر اندود کن»

-کوفر: نام درختی باچوبهای مستحکم وزمخت است و احتمالاً منظور سدر یا کنار می باشد. 
هم چنین در همین کتاب باب دوم می نویسد: چون مادر موسی نتوانست او را از دیگران پنهان دارد تابوتی از نی برایش گرفت و آن را به قیر و زفت اندود و طفل را در آن نهاد و آن را در نیزار به کنار نهر گذاشت. آنچه در این دو بند بالا آمد فقط منظور چک نمودن سابقه تاریخی قیر و نفت می باشد

– زفت: صمغ دارویی و چسپنده که برای مداوا به سرافراد می مالیدند . هم چنین صمغ وزفت طبیعی که از شکاف برخی سنگها بدست می آید ماده ایست مرکب از هیدروکربن های جامد و خمیری شکل. 
کاوشهای باستان شناسان در کشور عراق نشان داده که از چهار هزار سال پیش از میلاد مسیح ، ملات قیر در عمارات و ابنیه به کار می رفته است .« هرودوت معروف به پدر تاریخ ـ قرن پنجم پیش از میلاد می نوسید: 
سنگ فرش کف باغهای معلق بخت النصر با « قیر معدنی » بند کشی شده بود و مردم بابل استخرها و راههای آب و سدهای خود را با قیر بند کشی می کردند. هم چنین بنا به گفته مورخین در بابل جاده ها را آجر فرش میکردند و با قیر بند کشی می نمودند تا تحمل ارابه های سنگین را داشته باشد. منظور از بند کشی، پر کردن درز آجرها و سنگها با ملات می باشد. مصریان از آسفالت و قیر ایران و فلسطین برای مومیائی کردن اجساد استفاده می نموده اند و بعضی از ملل خاورمیانه فراورده های نفتی را (به خصوص قیر معدنی) در سحر و جادو به کار می برده اند و گاهی هم بتهای کوچک و بزرگ از آن می ساختند. 
بحر المیت فلسطین یکی از نقاطی بود که از آن قیر به دست می آمد و به قرار معلوم از کف دریاچه مزبور تکه های بزرگ قیر روی آب می آمد و مردم آن را جمع نموده و از آن استفاده می نمودند. 
یونانیها فقط در قرن هفتم میلادی نفت را در میدانهای جنگ به کار می بردند و اسلحه ای داشتند که آن را « آتش مدیها » می خواندند. این اسلــــحه در زمان هراکلیوس امپراتور بیزانس اختراع شد به قسمی که نفت پس از تماس با رطوبت مشتعل می گشت.

مسلمانان (عربها) دو بار قسطنطنیه را محاصره کردند و هر دو مرتبه حمله آنان بوسیله آتش اندازهای نفتی دفع شد در سال ۹۴۱ میلادی هنگامیکه ناوگان روسی مرکب از هزار کشتی به محاصره قسطنطنیه آمد رومیها نفت روی آب دریا ریختند و آتش زدند و کشتیهای روسی را سوزانده و بدینوسیله آنان را مغلوب ساختند. از گذشته تا به امروز روشهای متفاوتی برای اکتشاف نفت بکار برده شده است. در آمریکا برای کشف نفت به گورهای سرخ پوستان نقب می‌زدند. بعد از آن حفاران برای کشف نفت در بستر رودخانه‌ها به کندوکاو پرداختند. سپس جستجو برای تاقدیسها یکی از راههای معتبر کشف نفت در طول تاریخ شد.

در اوایل قرن بیستم اکتشاف نفت بر مبنای نقشه برداری سطحی تاقدیسها بود. در میانه دهه ۱۹۲۰، بکارگیری روشهای ژئوفیزیکی اکتشاف نفت را وارد مرحله تازه‌ای نمود. روشهای لرزه‌ای و گرانشی در یافتن ذخایر نفتی گنبدهای نمکی سواحل خلیج مکزیکو ایالات متحده بسیار کارآمد بوده است. در سالهای بعد روشهای چاه نگاری الکتریکی، صوتی و پرتوزایی مورد استفاده وسیعی قرار گرفتند. سپس استفاده از عکسهای هوایی بخصوص در مناطق فاقد پوشش گیاهی بسیار کارآمد بودند. امروزه با وجود کامپیوتر روشهای چند بعدی سنجش از دور و ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی سطحی ابزارهای جدید مهمی می‌باشند.

ترکیبات نفت

نفت خام، ترکیبی از هزاران ماده شیمیایی مختلف است که از گازهای بسیار سبک تا مواد نیمه جامدی مانند قیر یا موم پارافین در آن یافت می شود. تقریبا ۸ درصد نفت موجود در سنگهای دوران اول زمین شناسی و ۶۳ درصد آن در سنگهای دوران سوم زمین شناسی و ۲۹ درصد در سنگهای اول دوران چهارم تا عصر یخچالها یافت می شود.

در نفت، اتمهای کربن و هیدروژن به طور حیرت آوری می‌توانند ضمن ترکیب شدن با یکدیگر، تعداد فوق‌العاده زیادی از ترکیبات هیدروکربنی زنجیری و حلقوی آروماتیکی را به وجود آورند، به طوری که تا کنون هیدروکربنی که در ساختار مولکولی آن ۶۰ اتم کربن شرکت داشته باشد، ردیابی شده‌ است. از طرفی با افزایش تعداد اتمهای کربن بر تعداد ایزومرهای هیدروکربنی نیز افزوده می‌شود. به طور مثال هیدروکربنی که ۳۰ اتم کربن داشته باشد، می‌تواند بیش از چهار میلیارد ترکیب هیدروکربنی ایزومر تشکیل دهد. علاوه بر این، با توجه به اینکه درنفت خام، ترکیبات هیدروکربنی سیر شده نیز فراوانند، تعداد ترکیبهای موجود در آن، فوق‌العاده زیاد و گوناگون است. این گوناگونی با شرکت اتمهای دیگر مانند گوگرد، نیتروژن و اکسیژن در زنجیر هیدروکربنها به مراتب بیشتر می‌شود. ترکیبات عمده موجود در نفت خام عبارتند از: هیدروکربنهای سیر شده زنجیری، هیدروکربنهای سیر شده حلقوی به فرمول عمومی که اصطلاحا آن را نفتن گویند و هیدروکربنهای سیر نشده زنجیری اتیلن و استیلن. هر چه درصد تشکیل دهنده‌های نفت در دماهای پایین بیشتر باشد، مرغوبیت آن بیشتر است. گازهای طبیعی، بخش گازی شکل مواد نفتی است که همراه با نفت خام در مخازن زیرزمینی وجود دارد و یا از تقطیر نفت خام در پایین‌تر از  C200 بدست می‌آید. گازهای طبیعی، مخلوطی طبیعی از گازهای متان (قسمت عمده حدود ۸۵ درصد) پروپان، بوتان، منو اکسید کربن و هیدروژن (گاز سنتز) همراه با مقداری دوده‌ است. مصارف عمده نفت در کشورهای غیر صنعتی به عنوان یک ماده سوختی است؛ ولی در کشورهای صنعتی از آن در تهیه بسیاری از فرآورده‌های شیمیایی و صنعتی بسیار مفید و ضروری استفاده می‌کنند.

 

تاریخچه پیدایش و حفاری چاه های نفت در ایران

 

روز پنجم خرداد ماه ۱۲۸۷ مطابق با ۲۶ مه ۱۹۰۸ میلادی، دو روز مانده به هفتمین سال اعطای امتیاز نفت چاه شماره یک مسجد سلیمان در دل کوه های جنوب شرقی ایران با صدای مهیبی فوران کرد.
چاه شماره یک مسجد سلیمان در عمق ۱۱۸۰فوتی (۳۵۲ متری) به نفت رسید و ۲۲ روز بعد چاه شماره دو و پس از آن چاه شماره سه و سپس چاه های دیگر فوران کردند.

 

شکل ‏2‑۲- یک نمونه چاه نفت

اگرچه فعالیت حفاری ابتدا در چیاسرخ کرمانشاه و ماماتین بین هفتگل و نفت سفید آغاز شد، اما عاقبت در مسجد سلیمان به نفت رسید و سپس به مناطق هفتگل، گچساران، پازنان و آغاجاری گسترش یافت. لیکن مسجد سلیمان مرکز تمامی نواحی نفت خیز خوزستان شناخته شد.
در مسجد سلیمان اولین چاه نفت، اولین چاه گاز، اولین چاه گاز ترش و عمیق ترین چاه نفت خام حفر شد. در مسجد سلیمان تعداد ۳۱۶ چاه گازی و نفتی حفر شده و تاکنون بیش از ۱۲۰۰ میلیون بشکه نفت و ۴۰۰۰ میلیارد فوت مکعب گاز از این میدان تولید شده است. برای شروع و استمرار فعالیت های حفاری و تولید، کلیه وسایل تکنولوژی، ارتباطی، رفاهی، تفریحی و خدماتی را در مسجد سلیمان نصب و راه اندازی کردند و بدین ترتیب مسجد سلیمان شهر اولین ها لقب گرفت. امروز حدود یکصد سال است که حیات سیاسی، اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی کشور ایران تحت الشعاع پیدایش نفت قرار گرفته است. در طول این یکصد سال ظهور نفت در صنعت نفت ایران تاکنون رخداد های زیادی به وقوع پیوسته که هر یک از آنها در جای خود قابل بررسی است.

دانلود فایل

Author: Admin

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.