كليات طرح

پيش رفتن كشورهاي دنيا به سمت صنعتي شدن و نيز روند رشد جمعيت از جمله عواملي هستند كه نياز روزافزون به منابع انرژي را روز به روز افزايش مي­دهند.  باتوجه به محدود بودن منابع سوخت­هاي فسيلي و نيز لحاظ كردن مشكلاتي كه اين نمونه سوخت­ها از نظر زيست‌ محيطي بوجود مي­آورند،تمايل به توليد الكل از سلولز در تمام دنيا رو به افزايش است. مواد سلولزي را مي­توان براي توليد سوخت استفاده نمود به طوري كه كل توليد خالص گازهاي گلخانه‏اي كاهش يابد. مواد سلولزي به صورت محصول جانبي فرآيندهاي صنعتي و كشاورزي قابل دسترس مي­باشد. فناوري تبديل مواد سلولزي داراي مشكلات فني و اقتصادي متعددي بوده كه از تجاري شدن اين فناوري تا اين لحظه جلوگيري كرده است.  همانگونه كه مي­دانيم مواد سلولزي به عنوان ضايعات كشاورزي شامل محصولات زراعي و باغي و ضايعات كارخانه­ هاي كاغذسازي ساليانه در كشور به عنوان مواد زائد و دورريختني توليد مي­شوند. متأسفانه دورريختن اين مواد باعث تخريب محيط زيست و سوزاندن آنها آلودگي شديد هوا را به دنبال دارد. يكی از راه­هاي مناسب براي استفاده از اين زائدات تبديل آنها به الكل اتيليك مي­باشد. محصول فوق در غلظت­هاي مختلف (80-100%) توليد مي­شود. از الكل توليدي مي­توان به عنوان سوخت به صورت خالص (E100) يا به صورت مخلوط با بنزين (30% الكلE30) استفاده كرد. علاوه بر آن از الكل توليدي به عنوان حلال يا مصارف طبي استفاده مي­شود. اتانول يكي از جمله موادي است كه به عنوان جايگزين براي سوخت­هاي فسيلي مطرح مي­باشد. باتوجه به اينكه اتانول داراي 35% اكسيژن درتركيب خود می‌باشد يك سوخت تميز به شمار مي­رود كه مي­تواند توليدNOx  و ذرات معلق را كه در طيف فرآيند احتراق توليد مي­شوند به ميزان قابل ملاحظه­اي كاهش دهد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از اتانول اين است كه مي­تواند از منابع تجديدپذير حيات بر پايه مواد سلولزي كه به ميزان قابل توجهي در طبيعت يافت مي­شود توليد شود و بدينوسيله هم از مواد اوليه ارزان قيمت و در دسترس استفاده مي­نمايد و هم مشكلات دورريز اين مواد و انباشته شدن آنها در محيطزيست را برطرف مي­نمايد. براي نمونه مي­توان به دورريز چوب فراورده­هاي جنگلي و كشاورزي، دورريز پساب كارخانه­هاي صنعتي نظيركارخانه­هاي­ كاغذسازي و نساجي(الياف كتاني)، پسمانده­هاي­كارخانه­هاي­ نيشكر، برنج، گندم، ذرت و جو و نيز دورريز كارخانه­هاي كمپوت( نظيرهسته ميوه­جات) اشاره نمود. تخمين زده مي­شود كه به تنهايي در آمريكا 2 كيلوگرم پسمانده جامد شهري به ازاي هر شهروند در روز توليد مي­شود و شايان ذكراست كه هر تن پسمانده شهري از ديدگاه انرژي معادل با يك بشكه نفت مي­باشد. به دليل اهميت مشكلات زيست محيطي ناشي از سوخت­هاي فسيلي، اتحاديه اروپا در نوامبر سال 2001 طي قانوني كشورهاي عضو را وادار به استفاده از منابع تجديدپذير حيات براي توليد سوخت نموده است، به نحوي که بر طبق اين قانون درسال 2005 بايستي 2% كل سوخت مصرفي اين كشورها ازاين منابع تامين شده باشد و اين رقم در سال 2010 مي­بايستي به 75/5% برسد. اتانول مي­تواند به تنهايي يا در تركيب با بنزين و يا گازوئيل براي استفاده سوخت خودروها استفاده شود و ايالات متحده آمريكا كارخانه­هاي توليد خودرو را موظف به طراحي موتورهاي خودروي سازگار با اين نمونه سوخت­ها نموده است. براي نمونه، يك تركيب خاص سوخت خودرو كه E-85 نام دارد از تركيب 85% حجمي اتانول با 15% بنزين استفاده مي­نمايد. يكي از مشكلات مطرح درمورد استفاده از اتانول به عنوان سوخت، بالابودن قيمت نهايي آن مي­باشد كه با پيشرفت فرايند توليد اتانول، روندرو به كاهش را طي مي­كند. براي نمونه، چنانچه براي هر تن خوراك جامد جهت توليد اتانول در آمريكا قيمت 25 دلار را در نظر بگيريم، قيمت تمام شده اتانول از قيمت فعلي 16/1 دلار به 76/0 دلار در سال 2015 كاهش خواهد يافت كه حدود 34% كاهش قيمت را نشان مي­دهد. درخاتمه به منظوراين كه از ميزان اتانول توليدي به ازاي خوراك ورودي تقريبي داشته باشيم هر تن تفاله نيشكر خشك توانايي توليد 440 ليتر اتانول را دارد. روشن است كه اين ميزان توليد بيش از هرچيز به ميزان سلولز موجود درخوراك، فرايند و شرايط عملياتي تبديل سلولز به اتانول بستگي دارد.

شرح فرآيند توليد بيو اتانول

فرايندكلي تبديل سلولز به اتانول مشتمل بر چهار واحد اصلي زير مي­باشد: 1- آماده­سازي (pre-treatment) 2-  هيدروليز(hydrolysis) 3- تخمير  (fermentation) 4- جداسازي و خالص سازي(separation/purification) شايان ذكر است كه آماده­سازي و هيدروليز از مهمترين بخش­هاي فرايند تبديل سلولز به اتانول مي­باشند كه بخش عمده هزينه فرايند را به خود اختصاص مي­دهند. زيرا اهداف اين دو واحد تبديل مواد اوليه سلولز به گلوكز به عنوان يك ماده مياني فرايند مي­باشدكه پس از عمل تخمير، به اتانول تبديل خواهد شد و در واحد جداسازي و خالص­سازي الكل با درجه خلوص دلخواه و موردنظر بدست مي­آيد.

 

اقدامات صورت گرفته

كارفرماي اين پروژه، سازمان گسترش و نوسازي صنايع ايران مي باشد كه بخش پژوهش، طراحي و ساخت تجهيزات اصلي به مركز تحقيقات مهندسي فارس و آماده سازي محل نصب و همچنين تامين تجهيزات مورد نياز به شركت نوسازي صنايع ايران واگذار شده است. تاكنون طراحی فرایندی واحدهای تخمیر، نگهداری و تقطیر انجام شده است و Data Sheet­ های واحد آبگیری نیز تهیه شده است. طراحی مکانیکی واحدهای تخمیر، نگهداری و تقطیرانجام شده است  و طراحی سایر واحدها پس از اتمام طراحی­های فرایندی مربوطه انجام خواهدشد، همچنين ساخت برخي از تجهيزات نيز ازقبيل مخازن و مبدل­هاي حرارتي آغاز شده است و به تدريج به محل سايت منتقل مي­گردند. در بخش آماده سازي محل نصب اقدام زير صورت گرفته است: ü      انجام آزمايشات خاك ü      تخليه انبار ü      دمونتاژ كل سوله اعم از ورق هاي سقف و ديواره، خرپاي سقف و ستون ها ü      آرماتوربندي فونداسيون­هاي اصلي ü      نصب لوله هاي فاضلاب ü      نصب بيس پليت ها ü      بتن ريزي فونداسيون هاي اصلي ü      نصب مخازن بر روي فونداسيون ü      ارائه طرح مقاوم سازي توسط مشاور ü      انتخاب پيمانكار جهت مقاوم سازي و شروع عمليات اجرايي ü      انتخاب پيمانكار رنگ و سندبلاست و شروع عمليات اجرايي در بخش تامين تجهيزات نيز، اقلام زير بايستي تهيه شده كه فرآيند خريد آن آغاز شده است: ü      خريد و نصب ديگ بخار و ملزومات (دیاریتور،سختیگیر،مخزن کندانسو ... ) ü      خريد و نصب تجهیزات سیستم انتقال بخار (لوله کشی از بویلر هفت تپه و بویلرجدید، هدر، شیر، عايق و ... ) ü      خريد و نصب تجهیزات سیستم گازرسانی ü      خريد و نصب تجهيزات آبرسانی ü      خريد و نصب تجهيزات آبسرد (چیلر و تجهیزات مربوطه) ü      خريد و نصب تجهيزات تامين آب پروسس ( دودستگاه سختیگیر) ü      خريد و نصب تجهيزات آب کولینگ (دو پمپ 400 متر مکعب در ساعت، تابلو برق و لوله کشی) ü      خريد و نصب سيستمهاي انتقال مواد ü      خريد و نصب تجهيزات تامين هواي فشرده (ابزاردقیق همراه با مخزن و سیستم رطوبتگیر) ü      خريد و نصب تجهيزات تامين هواي پروسس (به صورتoil free) ü      خريد و نصب تجهيزات برق (ترانس دو عدد 1600 KVA، 150 متر کابل فشار متوسط و 4000 متر فشار پايين، تابلو تغذيهMV و تابلو تغذيهLV، سيستمDC و باتري شارژر، ‌سيستم روشنايي و سيستم ارت) ü      خريد و نصب سيستم هشدار آتش ü      خريد و نصب تجهيزات مورد نياز اتاقCIP ü      خرید و نصب مبدل حرارتی آبگرم خريد و نصب تاسيسات جانبي