تحقیق انواع سوختها و بیوگاز

تحقیق انواع سوختها و بیوگاز

این تحقیق در مورد انواع سوختها و بیوگاز در 142 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 ،ترکيبات گاز طبيعي،انواع انرژي‌هاي تجديدپذیر،انرژي خورشيدي و ساختار آن،انرژی بادی،انرژی آبی،انرژی امواج، و غیره می باشد.فهرست1-سوخت : 8سوخت ها و انواع آن در جهان: 8-انرژي هاي فسيلي: 8نفت خام و تاريخچه آن: 8ترکيبات نفت.. 11تاريخچه پيدايش و حفاري چاه هاي نفت در ايران. 11منابع نفتي جهان. 12نگاهي اجمالي به منابع نفتي چند کشور 13-گاز طبيعي.. 15تاريخچه گاز طبيعي.. 15ترکيبات گاز طبيعي. 15چرخه توليد و استخراج گاز طبيعي.. 16ذخاير گاز طبيعي جهان. 18گاز طبيعي در ايران. 19-زغال سنگ.. 20تاريخچه پيدايش ذغال سنگ.. 20ذغال سنگ در جهان. 22ذغال سنگ در ايران. 24-سوختهاي فسيلي و اثرات زيست محيطي آن. 24-ضرورت استفاده از انرژي هاي نوين: 32انواع انرژي‌هاي تجديدپذیر و ميزان بهره برداري از آنها در جهان : 33معرفي اجمالي انواع انرژي هاي نوين: 34انرژي خورشيدي و ساختار آن   34کاربردهاي انرژي خورشيد. 36استفاده از انرژي حرارتي خورشيد. 36کاربردهاي نيروگاهي   36نيروگاههاي حرارتي خورشيد از نوع سهموي خطي   37نيروگاههاي حرارتي از نوع دريافت کننده مرکزي   38نيروگاه‌هاي حرارتي از نوع بشقابي   38دودکش‌هاي خورشيدي   38کاربردهاي غير نيروگاهي   40انرژي فتوولتائيک و ساختار آن. 42مصارف و کاربردهاي انرژي فتوولتائيک به طور مختصر از اين قرارند: 44انرژي باد. 44تاريخچه 45برق بادي در مقياس‌هاي کوچک.. 48استفاده از زمين براي ساخت توربين   49بزرگترين توربين بادي جهان. 49انرژي زمين‌گرمايي.. 50انواع فناوريهاي تبديل. 51نيروگاه‌هاي بخار خشک    51نيروگاه‌هاي تبديل به بخار سيال (Flash Steam) 51نيروگاه چرخه دوگانه  51مزاياي انرژي زمين گرمايي.. 51معايب انرژي زمين گرمايي.. 52نيروگاه زمين گرمايي در ايران. 52انرژي جزر و مد. 53انرژي امواج دريا 56طبقه بندي امواج دريا 56نيروي برق‌آبي.. 57زيست‌توده 60ساختار شيميايي زيست توده  61محدوديتهاي انرژيهاي تجديد پذير 61-معرفي بيوگاز. 63تاريخچه توليد بيوگاز 65منابع زيست توده جهت توليد بيوگاز 67مهمترين منابع زيست توده که در توليد بيوگاز نقش دارند: 68فضولات دامپروري : 68ضايعات کشاورزي : 69ضايعات صنايع غذايي : 71پتانسيل توليد بيوگاز از مواد مختلف از اين قرار است: 72چكيده پتانسيل توليد بيوگاز از زائدات كشاورزي در 35 درجه  72جدول مقايسه خواص  برخي گازهاي  رايج با بيوگاز  73جدول مقايسه بيوگاز با ساير مواد سوختي   73انواع واکنشها براي حذف مواد آلي: 76مراحل و واکنش هاي توليد بيوگاز: 80دلايل ارجحيت بيوگاز به ساير انرژيهاي تجديد پذير: 84معايب سيستم بيوگاز: 94پارامترهاي مؤثر بر فرآيند هضم بي‎ هوازي و توليد بيوگاز: 94بيوگاز و کود حاصله از آن: 105برخي از خصوصيات کود بيوگازي: 107مراحل ساخت واحد بيوگاز با تمام جزئيات آن: 113روش هاي انجام آزمايش: 114آيتمهايي  که بايد در طول زمان آزمايش اندازه گيري و بررسي شوند؟ 115مرداب هاي مصنوعي.. 120توليد انرژي.. 121بيوگاز و برق حاصل از آن: 122مزاياي بيوگاز: 125امنيت انرژي   126بيوگاز همچنين داراي منافع عمومي زير مي باشد: 126 1-سوخت :سوخت ماده‌اي است که در اثر تغييرات (معمولاً شيميائي) توليد انرژي مفيد مي‌کند که بعداً مي‌تواند تبديل به انرژي مکانيکي شود. اين تغييرات معمولاً با سوختن (يعني ترکيب با اکسيژن) همراه است. فرايندهاي مورد استفاده براي تبديل سوخت به انرژي عبارتند از: واکنش هاي شيميايي مختلف و گرمازا و واکنش هاي هسته اي مانند شکافت هسته اي يا گداخت هسته اي. هم اکنون هيدروکربن ها (سوخت هاي فسيلي) ­شايع ترين منابع سوخت مورد استفاده توسط انسان هستند، اما در بسياري از موارد فلزات راديو اکتيو نيز به عنوان سوخت استفاده مي شوند.سوخت ها و انواع آن در جهان:منابع انرژي از ديدگاه هاي مختلف به صورتهاي گوناگون تقسم بندي شده­اند و در مطالعات مختلف تحت عناوين زير شناخته مي شوند:1- منابع انرژي هاي سنتي (فسيلي): همچون نفت، زغال سنگ و گاز طبيعي که منابع تمام شدني  (منابع فسيلي) به حساب مي آيند .2- منابع انرژي­هاي هسته­اي: داراي تکنولوژي پيچيده و خاص بوده و داراي عوارض محيط زيستي مي باشند .3-  منابع انرژي­هاي نوين (تجديد پذير): همچون انرژي خورشيدي، انرژي باد، آب هاي جاري، انرژي گرمايي درون زمين و انرژي امواج جزر و مد، انرژي هايي هستند که تا مدت ها در اختيار بشريت خواهند بود و به اين زودي ها تمام نخواهند شد. از اين رو به اين منابع انرژي، انرژي هاي تجديد پذير و يا انرژي هاي نوين مي گويند.-انرژي هاي فسيلي:نفت خام و تاريخچه آن: در بين انرژي هاي فسيلي (سوخت هاي جامد، مايع و گاز) و غير فسيلي (تجديد پذير)، مهمترین انرژي ‌‌‌‌« نفت خام » مي باشد. نفت پس از آب فراوان ترين مايع در بخش هاي بالايي پوسته زمين است. زندگي در جهان امروز بدون نفت ناممکن خواهد بود؛ دست کم در حال حاضر نفت نقش پر اهميتي را در زندگي بشر بازي مي کند. بخش بزرگي از نيازهاي ما به انرژي با سوزاندن و سوختن نفت تأمين مي شود؛ نفت يک منبع غني از مواد شيميايي است موادي که ميتوان از آنها رنگ، دارو، انواع پلاستيک، پارچه، پروتئين هاي ساختگي (مصنوعي) و مواد گوناگون ديگر ساخت؛ همچنین کليد حمل و نقل ـ که پاي روان انسانها و بال تيز پرواز بشر است ـ در دست نفت مي باشد. از نفت هم براي سوختن و هم براي ساختن استفاده مي شود. براساس مطالعات آماري از هر بشکه نفت خام حدود ۸۷% آن براي سوختن و سوزاندن و توليد انرژي و ۱۳% آن براي ساختن ـ آنچه از نفت مي­سازند- مورد استفاده واقع مي شود. مندليف دانشمند معروف روسي دهها سال پيش هشدار داد که: سوزاندن نفت براي توليد انرژي مانند آن است که اجاق آشپزخانه را با سوزاندن اسکناس با پشتوانه، روشن نگه داريم. فراواني ظاهري، سهولت انبارداري و حمل و نقل، کاربرد آسان و بهاي ارزان نفت موجب شده است که به توصيه مندليف توجه نکنيم؛ مشکل ديگري هم که از سوختن نفت زاييده شده، مشکلات زيست محيطي است که با سوختن نفت به دلايل مختلف انواع مواد سمي و خفه کننده را در طبيعت رها مي­کنيم، تا آنجا که حجم زياد گاز منوکسيد ناشي از سوزاندن نفت و مشتقات آن موجب شده دماي زمين به تدريج افزايش يابد و لايه ازون آسيب ببيند و اشعه هاي خطرناک فرا کيهاني بشريت و طبيعت را تهديد نمايد. از آن جهت که ‌‌‍«نفت» تاريخي بس بلند و پر سابقه دارد لازم است به صورت خيلي خلاصه سابقه آن را باز گو کنيم : قدما نفت را مي شناخته و بعضي از موارد استعمال آن را مي دانستند. در کشورهاي خاورميانه که جنگل هاي انبوه کم بود و ترا­وش نفت روي زمين از کشورهاي مناطق ديگر بيشتر نمودار مي گشت مردم آن نواحي زودتر از ديگران به کشف نفت و فوايد آن پي بردند. شکل ‏2‑1- شماتيک يک چاه نفتبر عکس در يونان و روم و کشورهاي اروپايي که مردم در سرزميني پر جنگل و مستور از بوته و چمن مي زيستند سوخت خود را با هيزم و زغال چوب تأمين مي کردند و صمغ هاي درختي به جاي نفت و قير حوائج آنها را مرتفع مي ساخت از اين رو در کتابهاي تاريخي آسيا و شمال آفريقا نام نفت و موارد استعمال آن بسيار ديده مي شود ولي از رواج و شيوع نفت در اروپاي آنروز خبري نيست. در کتابهاي عهد عتيق از جمله تورات باب ششم خطاب به نوح پيغمبر مي نويسد: «پس براي خود کشتي از چوب کوفر بساز و حجرات در کشتي بنا کن و بيرونش را با قير اندود کن»-کوفر: نام درختي باچوبهاي مستحکم وزمخت است و احتمالاً منظور سدر يا کنار مي باشد. هم چنين در همين کتاب باب دوم مي نويسد: چون مادر موسي نتوانست او را از ديگران پنهان دارد تابوتي از ني برايش گرفت و آن را به قير و زفت اندود و طفل را در آن نهاد و آن را در نيزار به کنار نهر گذاشت. آنچه در اين دو بند بالا آمد فقط منظور چک نمودن سابقه تاريخي قير و نفت مي باشد- زفت: صمغ دارويي و چسپنده که براي مداوا به سرافراد مي ماليدند . هم چنين صمغ وزفت طبيعي که از شکاف برخي سنگها بدست مي آيد ماده ايست مرکب از هيدروکربن هاي جامد و خميري شکل. کاوشهاي باستان شناسان در کشور عراق نشان داده که از چهار هزار سال پيش از ميلاد مسيح ، ملات قير در عمارات و ابنيه به کار مي رفته است .« هرودوت معروف به پدر تاريخ ـ قرن پنجم پيش از ميلاد مي نوسيد: سنگ فرش کف باغهاي معلق بخت النصر با « قير معدني » بند کشي شده بود و مردم بابل استخرها و راههاي آب و سدهاي خود را با قير بند کشي مي کردند. هم چنين بنا به گفته مورخين در بابل جاده ها را آجر فرش ميکردند و با قير بند کشي مي نمودند تا تحمل ارابه هاي سنگين را داشته باشد. منظور از بند کشي، پر کردن درز آجرها و سنگها با ملات مي باشد. مصريان از آسفالت و قير ايران و فلسطين براي موميائي کردن اجساد استفاده مي نموده اند و بعضي از ملل خاورميانه فراورده هاي نفتي را (به خصوص قير معدني) در سحر و جادو به کار مي برده اند و گاهي هم بتهاي کوچک و بزرگ از آن مي ساختند. بحر الميت فلسطين يکي از نقاطي بود که از آن قير به دست مي آمد و به قرار معلوم از کف درياچه مزبور تکه هاي بزرگ قير روي آب مي آمد و مردم آن را جمع نموده و از آن استفاده مي نمودند. يونانيها فقط در قرن هفتم ميلادي نفت را در ميدانهاي جنگ به کار مي بردند و اسلحه اي داشتند که آن را « آتش مديها » مي خواندند. اين اسلــــحه در زمان هراکليوس امپراتور بيزانس اختراع شد به قسمي که نفت پس از تماس با رطوبت مشتعل مي گشت.مسلمانان (عربها) دو بار قسطنطنيه را محاصره کردند و هر دو مرتبه حمله آنان بوسيله آتش اندازهاي نفتي دفع شد در سال ۹۴۱ ميلادي هنگاميکه ناوگان روسي مرکب از هزار کشتي به محاصره قسطنطنيه آمد روميها نفت روي آب دريا ريختند و آتش زدند و کشتيهاي روسي را سوزانده و بدينوسيله آنان را مغلوب ساختند. از گذشته تا به امروز روشهاي متفاوتي براي اکتشاف نفت بکار برده شده است. در آمريکا براي کشف نفت به گورهاي سرخ پوستان نقب مي‌زدند. بعد از آن حفاران براي کشف نفت در بستر رودخانه‌ها به کندوکاو پرداختند. سپس جستجو براي تاقديسها يکي از راههاي معتبر کشف نفت در طول تاريخ شد.در اوايل قرن بيستم اکتشاف نفت بر مبناي نقشه برداري سطحي تاقديسها بود. در ميانه دهه ۱۹۲۰، بکارگيري روشهاي ژئوفيزيکي اکتشاف نفت را وارد مرحله تازه‌اي نمود. روشهاي لرزه‌اي و گرانشي در يافتن ذخایر نفتی گنبدهاي نمکي سواحل خليج مکزيکو ايالات متحده بسيار کارآمد بوده است. در سالهاي بعد روشهاي چاه نگاري الکتريکي، صوتي و پرتوزايي مورد استفاده وسيعي قرار گرفتند. سپس استفاده از عکسهاي هوايي بخصوص در مناطق فاقد پوشش گياهي بسيار کارآمد بودند. امروزه با وجود کامپيوتر روشهاي چند بعدي سنجش از دور و ژئوفيزيکي و ژئوشيميايي سطحي ابزارهاي جديد مهمي مي‌باشند.ترکيبات نفتنفت خام، ترکيبي از هزاران ماده شيميايي مختلف است که از گازهاي بسيار سبک تا مواد نيمه جامدي مانند قير يا موم پارافين در آن يافت مي شود. تقريبا ۸ درصد نفت موجود در سنگهاي دوران اول زمين شناسي و ۶۳ درصد آن در سنگهاي دوران سوم زمين شناسي و ۲۹ درصد در سنگهاي اول دوران چهارم تا عصر يخچالها يافت مي شود.در نفت، اتمهاي کربن و هيدروژن به طور حيرت آوري مي‌توانند ضمن ترکيب شدن با يکديگر، تعداد فوق‌العاده زيادي از ترکيبات هيدروکربني زنجيري و حلقوي آروماتيکي را به وجود آورند، به طوري که تا کنون هيدروکربني که در ساختار مولکولي آن ۶۰ اتم کربن شرکت داشته باشد، رديابي شده‌ است. از طرفي با افزايش تعداد اتمهاي کربن بر تعداد ايزومرهاي هيدروکربني نيز افزوده مي‌شود. به طور مثال هيدروکربني که ۳۰ اتم کربن داشته باشد، مي‌تواند بيش از چهار ميليارد ترکيب هيدروکربني ايزومر تشکيل دهد. علاوه بر اين، با توجه به اينکه درنفت خام، ترکيبات هيدروکربني سير شده نيز فراوانند، تعداد ترکيبهاي موجود در آن، فوق‌العاده زياد و گوناگون است. اين گوناگوني با شرکت اتمهاي ديگر مانند گوگرد، نيتروژن و اکسيژن در زنجير هيدروکربنها به مراتب بيشتر مي‌شود. ترکيبات عمده موجود در نفت خام عبارتند از: هيدروکربنهاي سير شده زنجيري، هيدروکربنهاي سير شده حلقوي به فرمول عمومي که اصطلاحا آن را نفتن گويند و هيدروکربنهاي سير نشده زنجيري اتيلن و استيلن. هر چه درصد تشکيل دهنده‌هاي نفت در دماهاي پايين بيشتر باشد، مرغوبيت آن بيشتر است. گازهاي طبيعي، بخش گازي شکل مواد نفتي است که همراه با نفت خام در مخازن زيرزميني وجود دارد و يا از تقطير نفت خام در پايين‌تر از  C200 بدست مي‌آيد. گازهاي طبيعي، مخلوطي طبيعي از گازهاي متان (قسمت عمده حدود ۸۵ درصد) پروپان، بوتان، منو اکسيد کربن و هيدروژن (گاز سنتز) همراه با مقداري دوده‌ است. مصارف عمده نفت در کشورهاي غير صنعتي به عنوان يک ماده سوختي است؛ ولي در کشورهاي صنعتي از آن در تهيه بسياري از فرآورده‌هاي شيميايي و صنعتي بسيار مفيد و ضروري استفاده مي‌کنند. تاريخچه پيدايش و حفاري چاه هاي نفت در ايران روز پنجم خرداد ماه 1287 مطابق با 26 مه 1908 ميلادي، دو روز مانده به هفتمين سال اعطاي امتياز نفت چاه شماره يک مسجد سليمان در دل کوه هاي جنوب شرقي ايران با صداي مهيبي فوران کرد.چاه شماره يک مسجد سليمان در عمق 1180فوتي (352 متري) به نفت رسيد و 22 روز بعد چاه شماره دو و پس از آن چاه شماره سه و سپس چاه هاي ديگر فوران کردند. شکل ‏2‑2- یک نمونه چاه نفتاگرچه فعاليت حفاري ابتدا در چياسرخ کرمانشاه و ماماتين بين هفتگل و نفت سفيد آغاز شد، اما عاقبت در مسجد سليمان به نفت رسيد و سپس به مناطق هفتگل، گچساران، پازنان و آغاجاري گسترش يافت. ليکن مسجد سليمان مرکز تمامي نواحي نفت خيز خوزستان شناخته شد.در مسجد سليمان اولين چاه نفت، اولين چاه گاز، اولين چاه گاز ترش و عميق ترين چاه نفت خام حفر شد. در مسجد سليمان تعداد 316 چاه گازي و نفتي حفر شده و تاکنون بيش از 1200 ميليون بشکه نفت و 4000 ميليارد فوت مکعب گاز از اين ميدان توليد شده است. براي شروع و استمرار فعاليت هاي حفاري و توليد، کليه وسايل تکنولوژي، ارتباطي، رفاهي، تفريحي و خدماتي را در مسجد سليمان نصب و راه اندازي کردند و بدين ترتيب مسجد سليمان شهر اولين ها لقب گرفت. امروز حدود يکصد سال است که حيات سياسي، اقتصادي، اجتماعي و فرهنگي کشور ايران تحت الشعاع پيدايش نفت قرار گرفته است. در طول اين يکصد سال ظهور نفت در صنعت نفت ايران تاکنون رخداد هاي زيادي به وقوع پيوسته که هر يک از آنها در جاي خود قابل بررسي است.