انواع روش های ذخیره سازی گاز
هدف ذخیره سازی گاز
به طور معمول، تقاضا برای گاز مایع در فصل های سرد سال (به علت استفاده از آن در وسایل و تجهیزات گرمایشی در ساختمان های مسکونی و تجاری) بالاتر است که این مسئله در سال های اخیر منجر به افت فشار شبکه سراسری گاز و در برخی موارد موجب قطع گاز کارخانه های پر مصرف و شهرک های صنعتی در فصول سرد شده است، لذا ذخیره سازی مقدار اضافه گازی که در فصل های گرم سال تولید می شود به عنوان راهکاری برای جبران افت فشار یا قطعی گاز در فصول سرد سال، مورد توجه صنایع قرار گرفته است.
انواع روش های ذخیره سازی گاز
ذخیره سازی گاز به روش CNG
در این روش گاز طبیعی، در مخازن بدون درز فولادی (CNG Seamless Cylinder) تا فشار 200 بار متراکم شده تا از گاز ذخیره شده در شرایط ضروری استفاده گردد. بهره برداری از گاز ذخیره شده در مخازن مذکور نیازمند احداث ایستگاه تقلیل فشار گاز در محل مصرف می باشد.
از جمله مزایای این طرح می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
- عدم نیاز به احداث خط لوله به دلیل قابلیت حمل و نقل جاده ای مخازن مذکور
- عدم آسیب به محیط زیست به دلیل عدم نیاز به احداث خط لوله
- امکان تامین یا ارسال گاز مورد نیاز مناطق مسکونی صعب العبور و دور افتاده که دسترسی به شبکه سراسری گاز ندارند.
- گاز رسانی به صنایع کوچک در زمان های پیک مصرف گاز (فصول سرد سال)
- هزینه بسیار پایین انتقال گاز به روش CNG نسبت به هزینه های احداث خط لوله و ایستگاه های تقویت فشار
یکی از مهم ترین معایب عدم استفاده از ذخیره سازی گاز به روش CNG در صنایع پر مصرف از قبیل ذوب فولاد، محدودیت ظرفیت ذخیره سازی مخازن که موجب افزایش تعداد مخازن مورد نیاز و افزایش هزینه سرمایه گذاری اولیه تامین مخازنCNG می باشد.
ذخیره سازی گاز به روش ANG
در این روش، ذخیره سازی گاز نسبت به CNG در فشار بسیار پایین (در حدود 10%) انجام می شود. در این تکنولوژی ذخیره سازی و استفاده مجدد گاز بر طبق عملیات جذب و دفع سطحی کربنهای فعال (جاذب های سطحی) انجام می شود. در روش ANG جاذب سطحی نقش تعیین کننده ای بر عهده دارد بطوریکه بایستی حداکثر ظرفیت جذب را داشته باشند. جاذب ها دارای سطوح ویژه، حجم حفرات و به تبع دارای ظرفیت ذخیره سازی گوناگونی می باشند. بهینه سازی این عوامل می تواند باعث طراحی مخازنی با وزن و حجم کمتر و نیز میزان ذخیره سازی بیشتری گردد. یکی از مهم ترین محدودیت های این طرح هزینه ی بالای تامین جاذب های سطحی در دوره ساخت و بهره برداری می باشد.
ذخیره سازی گاز به روش SNG
SNG يا Synthetic Natural Gas از تركيب LPG (Liquefied Petroleum Gas) و هوا بدست مي آيد. اين سوخت با توجه به خصوصيات منحصر به فرد خود مي تواند جايگزين مناسبي براي گاز طبيعي بوده و در صنایع پرمصرف نظیر نیروگاه ها کارخانجات فولاد و ذوب آهن و صنایعى که از کوره هاى عظیم استفاده مى کنند، به عنوان سوخت دوم مورد استفاده قرار گيرد. با توجه به بالاتر بودن ارزش حرارتی گاز مایع نسبت به گاز طبیعی، با ترکیب کردن گاز مایع با هوا، ارزش حرارتی گاز مایع معادل گاز طبیعی می گردد (Wobe Index). از جمله مهم ترین مزایای استفاده از روش SNG به عنوان سوخت جایگزین صنایع پر مصرف، نسبت به روش CNG و ANG می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
يك سيستم توليد گاز SNG شامل واحدها و تجهیزات زیر میباشد:
1- واحد تخلیه گاز مایع یا واحد TTU (Trunk Transport Unloading Facility)
گاز مایع یا LPG به دو گاز هیدورکربنی بوتان یا پروپان یا ترکیب آن ها گفته می شود که در دمای محیط در فاز مایع می باشند. LPG در پالایشگاه تولید شده و با استفاده از تانکرهای ویژه حمل گاز مایع (یا از طریق راه آهن) از پالایشگاه به واحد Unloading مبادی مصرف منتقل می گردد.
2 -واحد ذخیره سازی گاز مایع (Storage Tanks Unit)
پس از تخلیه گاز از تانکر، گاز LPG در مخازن مربوطه ذخیره شده تا در شرایط بحرانی در خط تولید صنایع استفاده گردد. از انواع مخازن استوانهای و کروی در ظرفیت های متفاوت می توان جهت ذخیره سازی گاز مایع استفاده نمود.
3- پمپها
از پمپ ها با ظرفیت های مختلف جهت انتقال سیال (گاز مایع، آب آتشنشانی و...) در خطوط لوله بین واحد های مختلف صنایع استفاده می شود. به عنوان مثال از پسمپ ها جهت انتقال گاز مایع از واحد مخازن ذخیره به واحد Vaporizer استفاده می گردد.
4-دستگاه تبديل گاز مايع به بخار(Vaporizer)
وظیفه اصلی این واحد تبدیل گاز مایع به فاز بخار است. همان گونه که پیش تر گفته شد، به منظور کاهش ارزش حرارتی گاز مایع به گاز طبیعی (متان) باید گاز مایع را با هوا مخلوط کرد. لذا در ابتدا باید گاز مایع (بوتان یا پروپان) به فاز بخار تبدیل شده و پس از آن با یک ترکیب مشخص با هوا مخلوط گردد.
5- واحد تولید هوا
6- مخلوط كن(Blender)،
وظیفه این واحد مخلوط (میکس) کردن هوای تولید شده و گاز مایع خروجی از کوره واحد Vaporizer با نسبت مشخص و انتقال مخلوط گازی مذکور به Surge Tank می باشد.
7- مخزن آرامش (Surge Tank)
مخلوط گازی هوا و گاز خروجی از واحد Vaporizer دارای تلاطم می باشد، لذا به منظور کاهش این تلاطم، مخلوط گازی مذکور وارد مخزن ارامش شده و پس از سپری شدن مدت زمان مشخص، تلاطم گاز از بین رفته و سپس مخلوط گازی به خط لوله واحد صنعتی مورد نظر متصل می گردد.
