ژنراتور گاز سوز

موتور ژنراتور گازسوز یا ژنراتور گازی همان مولد برق یا ژنراتور برق است که با سوخت گاز کار می کند. این دستگاه از چهار قسمت اصلی تشکیل شده است: موتور (که در این نوع ژنراتور برق، پایه گاز است)، ژنراتور تک (آلترناتور)، تابلو فرمان و شاسی دستگاه.

تفاوت ژنراتور گازی با دیزل ژنراتور علاوه بر نوع سوخت مصرفی، مربوط به هزینه های خرید، نصب، نگهداری و طول عمر قطعات دستگاه است. اما عمده ترین موضوع قابل توجه استفاده کردن از سوخت گازوئیلی به جای گاز در انواع دیزل ژنراتور است که به دلیل به کار گیری موتور دیزلی، برای چرخش آلترناتور یا دینام دستگاه صورت می گیرد.

از آنجایی که در ایران دسترسی به گاز راحت تر از بنزین و گازوئیل می باشد، تمایل به داشتن ژنراتور گازی بیشتر از دیزل ژنراتور بوده و همچنین مزایایی چون آلودگی کمتر و قیمت مناسبتر گاز نسبت به دیگر سوختهای فسیلی، انتخاب درستی به نظر می رسد.

آلیاژ موتورهای گاز سوز نیز با هم متفاوت بوده و نسبت به نوع گاز مصرفی، موتور مناسب آنرا انتخاب می کنند که در ادامه به انواع گازها نیز اشاره می کنیم.

ژنراتورهای گازی نیز به مانند دیزل ژنراتور جهت موارد اضطراری و دایم کار مورد استفاده قرار می گیرند. در حالت اضطراری، موتور دستگاه ها 1500 دور می باشد که میتوان از این دستگاه با در نظر گرفتن 60 الی 70 درصد توان دستگاه به عنوان دایم کار نیز استفاده نمود که مجتمع های مسکونی و تجاری و کارخانجات می توانند این نوع دستگاه ها را در نظر بگیرند ولی جهت صنایع سنگین و نیروگاه های تولید برق دستگاه ها که بصورت دایم کار مورد استفاده قرار می گیرند، موتورها 1000 دور بوده که می توانند 24 ساعته جهت تولید برق مورد استفاده قرار گیرند.

به غیر از نیروگاههای تولید برق و صنایع بزرگ که جهت تولید برق و به صورت دایم کار از ژنراتورهای گازی استفاده میکنند، جهت ماینینگ ارزهای دیجیتالی و مزارع ماینر هم می توان به کار برده شود، چون هم نیاز به انتقال و ذخیره سوخت نمی باشد و هم ارزانتر و از لحاظ آلودگی نیز پاکتر می باشد.

همانگونه که گفتیم آلیاژ موتورهای ژنراتور گازی با دیزلی فرق می کند و همچنین آلیاژ این موتورها با گازهای مختلف نیز متفاوت است، به همین دلیل قبل از خرید یک ژنراتور گازی ابتدا باید نوع گاز در دسترس را مشخص و سپس نسبت به خرید آن اقدام گردد.

این گازها عبارتند از: بیوگاز، گاز ذغال سنگ، گاز حاصل از دفن زباله ها، گاز طبیعی و گاز پروپان که در ادامه به شرح مختصری از این گازها اشاره می کنیم.

بیوگاز Biogas

بیوگاز مخلوط گازهایی است که در اثر تجزیه مواد آلی در غیاب اکسیژن تولید می شود و در درجه اول متان و دی اکسید کربن است. بیوگاز را می توان از مواد اولیه مانند زباله های کشاورزی، کود دامی، زباله های شهری، مواد گیاهی، فاضلاب، مواد زائد سبز یا مواد غذایی تولید کرد. بیوگاز یک منبع انرژی تجدید پذیر است.

بیوگاز از طریق تجزیه بی هوازی با متانوژن یا موجودات بی هوازی تولید می شود، که مواد درون یک سیستم بسته را تجزیه می کند یا به عبارتی حاصل تخمیر مواد قابل تجزیه بیولوژیکی است. به این سیستم بسته، تجزیه کننده بی هوازی، هضم کننده زیستی یا راکتور زیستی گفته می شود.

بیوگاز متشکل از درصد زیادی از متان (CH₄) و دی اکسید کربن (CO₂) و مقادیر کمی سولفید هیدروژن (H₂S)، رطوبت و سیلوکسان ها می باشد. گازهای متان، هیدروژن و مونوکسیدکربن (CO) می توانند با اکسیژن سوخته یا اکسید شوند. این تبدیل انرژی اجازه می دهد تا از بیوگاز به عنوان سوخت استفاده شود.

بیوگاز پس از حذف دی اکسیدکربن می تواند فشرده شود، به همان روشی که گاز طبیعی را به CNG تبدیل می کنند و برای تأمین سوخت وسایل نقلیه موتوری مورد استفاده قرار می گیرد. بیوگاز به عنوان یک منبع تجدید پذیر در نظر گرفته می شود زیرا چرخه تولید و استفاده از آن مداوم است و دی اکسید کربن خالص تولید نمی کند.

گاز زغال سنگ Coal gas

گاز زغال سنگ یک سوخت گازی قابل اشتعال است که از زغال سنگ ساخته می شود. وقتی زغال سنگ در غیاب هوا به شدت گرم شود، گازی تولید می کند که به آن گاز زغال سنگ می گویند. گاز زغال سنگ حاوی مخلوطی از گازهای گرمایی شامل هیدروژن، مونوکسیدکربن، متان، اتیلن و هیدروکربن های فرار همراه با مقادیر کمی از گازهای دی اکسید کربن و ازت است.

قبل از توسعه تأمین و انتقال گاز طبیعی - طی دهه های 1940 و 1950 در ایالات متحده و در اواخر دهه 1960 و 1970 در انگلستان و استرالیا - تقریباً تمام گاز مصرفی برای سوخت و روشنایی از زغال سنگ تولید می شد و از طریق لوله کشی به خانوارها عرضه می شد.

در اصل این گاز به عنوان یک محصول جانبی از فرآیند کک سازی ایجاد شده است و استفاده از آن در طول قرن 19 و اوایل قرن 20 به دنبال انقلاب صنعتی و شهرنشینی متداول شد. محصولات جانبی حاصل از فرآیند تولید شامل تارهای زغال سنگ و آمونیاک بود که مواد شیمیایی مهمی برای صنعت رنگ و شیمیایی بودند که طیف وسیعی از رنگهای مصنوعی از گاز ذغال سنگ و تار زغال سنگ ساخته می شدند. تأسیسات تولید گاز معمولاً به عنوان کارخانه تولید گاز (MGP) یا کارخانه گاز شناخته می شدند.

کشف ذخایر بزرگ گاز طبیعی منجر به جایگزینی بیشتر گاز طبیعی به جای گاز ذغال سنگ شد.

گاز دفن زباله Landfill gas

گاز دفن زباله ترکیبی از گازهای مختلف است که در اثر تجمع میکرو ارگانیسم ها در محل دفن زباله های آلی مانند ضایعات مواد غذایی و ضایعات کاغذ تجزیه می شوند، تولید می شود. گاز دفن زباله تقریباً شامل چهل تا شصت درصد متان و باقیمانده آن بیشتر دی اکسید کربن است. مقادیر کمی از دیگر ترکیبات آلی فرار (VOCs) باقی مانده را تشکیل می دهد (کمتر از 1٪).

گازهای دفن زباله بر تغییرات آب و هوایی تأثیر دارند. اجزای اصلی آن CO₂ و متان بوده که هر دو گاز گلخانه ای هستند. متان در اتمسفر یک گاز گلخانه ای بسیار قوی تر است و هر مولکول آن 25 برابر اثر یک مولکول دی اکسید کربن را دارد. با این حال خود متان نسبت به دی اکسید کربن آلودگی جوی کمتری دارد.

گاز طبیعی Natural gas

گاز طبیعی مخلوطی از گازهای هیدروکربن است که به طور طبیعی متشکل از متان می باشد، اما معمولاً شامل مقادیر مختلف آلکانهای بالاتر و بعضاً درصد کمی دی اکسید کربن، نیتروژن، سولفید هیدروژن یا هلیوم نیز می باشد. هنگامی که لایه های مواد گیاهی و حیوانی در حال تجزیه، در معرض گرما و فشار شدید زیر سطح زمین طی میلیون ها سال قرار می گیرند، گاز طبیعی تشکیل می شود. انرژی که گیاهان در اصل از خورشید بدست می آورند به صورت پیوندهای شیمیایی در گاز ذخیره می شوند. گاز طبیعی یک سوخت فسیلی است.

گاز طبیعی یک هیدروکربن تجدید ناپذیری است که به عنوان منبع انرژی برای گرمایش، پخت و پز و سوخت استفاده می شود. این ماده همچنین به عنوان سوخت موتور و ماده شیمیایی در تولید پلاستیک و سایر مواد شیمیایی آلی تجاری مهم مورد استفاده قرار می گیرد.

استخراج و مصرف گاز طبیعی عامل اصلی و در حال رشد تغییرات آب و هوایی است. این یک گاز گلخانه ای قوی است که در هوا آزاد می شود و هنگام سوختن دی اکسید کربن ایجاد می کند.

گاز طبیعی در لایه های زیرین زمین یافت می شود و یا با دیگر مخازن هیدروکربن در بسترهای زغال سنگ و به عنوان کلرات های متان نیز یافت می شود. نفت یکی دیگر از سوخت های فسیلی است که در نزدیکی آن گاز طبیعی یافت می شود.

در هنگام استخراج نفت، گاز نیز استخراج می شود. قبل از اینکه از گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده شود، باید ناخالصی های آنرا جدا کرد تا به یک گاز قابل استفاده تبدیل شود. محصولات جانبی این فرآوری شامل اتان، پروپان، بوتان ها، پنتان ها و هیدروکربن ها با وزن مولکولی بالاتر، سولفید هیدروژن (که ممکن است به گوگرد خالص تبدیل شود)، دی اکسید کربن، بخار آب و گاهی اوقات هلیوم و ازت.

گاز مایع یا LPG یا Propane gas

گاز پروپان یک آلکان سه کربنی با فرمول مولکولی C₃H₈ است. پروپان در دما و فشار نرمال به صورت گاز می باشد و با اعمال فشار و فرآوری خاص به گاز مایع تبدیل می شود. پروپان یکی از گازهای مایع شده (LPG) است که در سال 1857 توسط شیمیدان فرانسوی مارسلین برتلهوت کشف شد. سایر موارد شامل بوتان، پروپیلن، بوتادین، بوتیلن، ایزوبوتیلن و مخلوط آنها است. پروپان چگالی انرژی کمتری دارد اما نسبت به بنزین و زغال سنگ تمیزتر می سوزد.

در ایران قبل از توسعه استفاده از گاز CNG، گاز پروپان با نام های تجاری مختلفی در کپسول های کوچک و بزرگ استفاده می شد ولی در حال حاضر بیشتر از گاز CNG استفاده می شود.