الوقود الغازي
المؤلف:
GEORGE T . AUSTIN
المصدر:
SHREV ‘ S CHEMICAL PROCESS INDUSTRIES
الجزء والصفحة:
ص 150
24-7-2016
3713
الوقود الغازي
حدث في أواخر الستينات تغيير عميق وبعيد المدى في صناعات الوقود الغازي ، شمل سيطرة الغاز الطبيعي على هذه الأسواق الواسعة . وتمثل ذلك في إنشاء أنابيب الغاز في كامل البلاد ، فوصلت تلك الأنابيب من حقول الغاز الواسعة إلى معظم البيوت والمصانع في الولايات المتحدة .
تغطى الاحتياجات القصوى في الشتاء عن طريق استخدام الغاز الطبعي المختزن تحت الأرض في آبار إنتاج ناضبة ، باستخدام الغاز الطبيعي المسيّل (LNG) ، أو غاز البترول السائل (LPG) أو بالإنتاج الأقصى . ويغطي (LPG) الحاجة أيضا في المناطق التي لا تصلها الأنابيب . فكان الغاز الطبيعي بما يوفره من راحة ونظافة وانخفاض للكلفة ، نعمة بالنسبة للأمريكيين . وعمل هذا التغيير تنافسياً على حصر الغاز المستخرج من أفران الكوك في تلك المناطق التي مصنع فيها الكوك من الفحم لصناعة الفولاذ والصهر . أنتجت هذه المنافسة غاز الماء Water Gas لاستخدامه في المقام الأول في صناعة غاز الذروة Peak Gas والغاز الاصطناعي Synthesis Gas . واختفى تقريباً غاز المولدات وغاز المعوجات في الولايات المتحدة .
ثم التخلي في أواخر الستينات عن الحاجة إلى معالجة استخراج الغاز من الفحم من أجل الـ Peak Shaving وقُبلت بشكل عام معالجة الغاز الطبيعي المسيّل كطريقة آمنة لتخزينه من أجل الـ Peak Shaving في الأماكن التي لم يكن التخزين تحت الأرض فها متيسراً . واستمر استخدام نظام هواء البروبان propane-air system خلال فترات ارتفاع الطلب حيث تستدعي الحاجة حجوما صغيرة نسبياً من غاز إضافي . وندرج في الجدول 1 - 1 بإيجاز تركيب غازات الوقود وقيمها الحرارية . يتضمن الاختيار في أي حالة تركيب الغاز وقيمته الحرارية وكلفة إنتاجه وتوزيعه . والمحتوى الحراري للغاز هو حاصل جمع القدرات الحرارية الناتجة عن احتراق مقوماته ويمكن حسابه بدقة كبيرة من هذة القيم . وندرج في الجدول 1-2 القدرات الحرارية الفردية للاحتراق ونوضح الاختلاف في قدرات حرارة الاحتراق للغازات الواردة في الجدول 1-2 .
الجدول - 1 . التركيب المئوي والقيم الحرارية لأنواع مختلفة من الوقود الغازي .
|
الوقود
الغازي
|
الغاز
الطبيعي
(منتصف
القارة)
|
الغاز
الطبيعي
(بنسلفانيا)
|
غاز
أفران
الكوك
|
غاز
الماء
الأزرق
|
غاز
الماء
المكربن
|
غاز
المولدات
القاري
|
|
أول أكسيد
الكربون
|
-
|
-
|
6.3
|
42.8
|
33.4
|
27
|
|
ثاني أكسيد
الكربون
|
0.8
|
-
|
1.8
|
3
|
3.9
|
4.5
|
|
هيدروجين
|
-
|
-
|
53
|
49.9
|
34.6
|
14
|
|
نتروجين
|
3.2
|
1.10
|
3.4
|
3.30
|
7.9
|
50.9
|
|
أكسجين
|
-
|
-
|
0.2
|
0.5
|
0.9
|
0.6
|
|
ميثان
|
96
|
67.6
|
31.6
|
0.5
|
10.4
|
3
|
|
إيثان
|
-
|
31.3
|
|
|
|
|
|
المضيئات
Illuminats
|
-
|
-
|
3.7
|
-
|
8.9
|
|
تاريخيا : يعود أول تسجيل لاستخدام الغاز القابل للاشتعال إلى حوالي عام 900 م ، عندما قام الصينيون بنقل الغاز الطبيعي بواسطة أنابيب من الخيزران واستخدم للإضاءة . وحدث إنتاج الغاز من الفحم لأول مرة حوالي عام 1665 م في انكلترا واستخدم لأغراض الإضاءة عام 1792 م . وبذلت محاولات مماثلة في فيلادلفيا عام 1796م . ولم تمض فترة طويلة بعد ذلك حتى بدأت شركات الغاز بالانتظام وتصنيع الغاز على أساس عملي . وشكل اكتشاف غاز الماء أو الغاز الأزرق في عام 1780 م ، وغاز المولدات الخطوات الأساسية لتطوير هذه الصناعة لقد أعطى الاستثمار الهائل لحقول الغاز الطبيعي الحافز النهائي لصناعة الغاز التي نعرفها الوم .
الجدول1 - 2 . الكميات الحرارية الناتجة عن احتراق المقومات الشائعة للغاز الطبيعي .
|
المادة
|
Mj/م3
|
Btu/قدم3
|
|
ميثان
|
37.65
|
1000
|
|
إيثان
|
65.80
|
1763
|
|
بروبين
|
93.65
|
2510
|
|
بوتان
|
121.18
|
3248
|
|
بنتان
|
149
|
3752
|
لكن هذا الاستثمار أدى في النهاية إلى عجز في الغاز الطبيعي المحلي بدأ يظهر في عام 1968 . وفي تلك السنة وما بعدها كان حجم الغاز الطبيعي المنتج من الآبار أكبر من حجم الغاز المكتشف حديثاً . وبسبب النقص في احتياطات الغاز الطبيعي المثبتة تزايد استكشاف الغاز في البر وعلى الشواطئ .
تقوم الولايات المتحدة بتصدير واستيراد الغاز الطبيعي المسيل بواسطة ناقلات مبنية خصوصا لهذا الغرض ولمسافات تزيد عن 6400 كم . ولكن الصادرات التي جرى التعاقد عليها قبل ظهور هذا العجز لم تتزايد ، بل تزايدت الاستيرادات بشكل ملحوظ . وتعمل الآن بضع مصانع لتغويز منتجات البترول ، ولكن عددها محدود بسبب نقص النفط وارتفاع أسعار . وخطط لإنشاء عدة مصانع لتحويل الفحم إلى غاز. وستجعل هذه المصانع ( النفط أو الفحم ) نوعية غاز الأنابيب عند 37 MJ / م3 .
ويخطط الآن لإجراء معالجات جديدة لإنتاج غاز نظيف من الفحم بحوالي 5.5 MJ/م3 . كما تجري دراسة طرق لتغويز الطفل الزيتي ، والنفايات البلدية الصلبة ومياه المجاري وأقذارها ونفايات الحيوانات ونفايات الأخشاب والمواد التي تربى قصداً كالأشجار والطحالب . بدأت الولايات المتحدة باستخدام الغاز المصنع لتكملة احتياطياتها من الغاز الطبيعي التي ما تزال كبيرة جدا . وستساعد معالجات التغويز الحديثة ، التي تجري دراستها على تغويز المادة العضوية الموجودة في الفحم أكثر مما كانت تفعل المعالجات القديمة .
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
