تا کنون هدف از احداث نیروگاه صرفا تولید برق بوده است اما چنانچه نیروگاهی طراحی شود که سوخت را دریافت و با احتراق ناقص آن ضمن تولید انرژی برق، گاز coو co2را به نسبت معینی از دودکش خارج نماید این امکان فراهم خواهد شد که با ترکیب این گاز ها و گاز هیدروژن گاز سنتز تولید نمود گاز سنتز پايه صنعت پالایش و پتروشیمی است با استفاده از آن انواع محصولات پالایشی و پتروشیمی و شیمیایی تولید می شوند.با گاز سنتز می توان بنزین، گازوئیل، متانول، زایلن، الفین( اتیلن و پروپیلن) تولید نمود.
زمانی که میزان اکسیژن ورودی به محفظه احتراق نیروگاه کم باشد بجای گاز co2 گاز co از دودکش نیروگاه خارج خواهد شد. با توجه به اینکه سوخت گاز طبیعی یا سایر سوخت های هیدروکربنی دارای هیدروژن و کربن می باشند با سوختن ناقص آنها، بر اساس طراحی نیروگاه میزان مشخصی coوco2 تولید و از دودکش نیروگاه خارج می گردد برای تعیین درصد تولید co و co2 احتمالا بتوان اکسیژن را به نسبت معینی با گاز طبیعی مخلوط و وارد محفظه احتراق نمود.
اکسیژن مورد نیاز در این طرح از الکترولیز آب بدست می آید. هدف اصلی از الکترولیز آب تولید هیدروژن است اما در فرآیند الکترولیز، میزان وزنی بسیار بیشتری اکسیژن نیز تولید می شود.
در صورت نیاز، بخشی از برق تولیدی نیروگاه جهت الکترولیز آب و تولید هیدروژن و اکسیژن مورد استفاده قرار می گیرد.
با پیشرفت های حاصله و تکنولوژی های جدید هزینه الکترولیز آب جهت تولید یک کیلوگرم هیدروژن به کمتر از دو دلار خواهد رسید در حال حاضر برای الکترولیز آب جهت تولید یک کیلو گرم هیدروژن به بیش از سی کیلو وات برق نیاز است که با تکنولوژی‌های جدید در آینده این هزینه تا ۵۰٪ کاهش خواهد یافت.
چنانچه در محفظه احتراق نیروگاه بجای هوا، اکسیژن حاصل از الکترولیز آب بر اساس توزیع علمی مد نظر تزریق شود در خروجی دودکش CO و CO2 خارج می شود (هوا شامل ۲۰درصد اکسیژن و ۷۸درصد نیتروژن است) در صورتی که بتوان توزیع اکسیژن را بگونه ای انجام داد که سوخت ورودی بصورت ناقص سوخته شود دو محصول از دودکش خارج خواهد شد که عبارتند از CO و co2
در این طرح الکترولیز آب عمدتا از طریق برق تولیدی در نیروگاه خورشیدی انجام خواهد شد.
چنانچه احتراق کامل انجام شود خروجی دودکش نیروگاه CO2 خواهد شد که موارد استفاده متعدد دارد و خصووصا جهت تزریق به میادین نفت به منظور ازدیاد برداشت مورد استفاده قرار می گیرد. با تزریق هر تن CO2 به میادین نفت می توان یک تن نفت بیشتری تولید کرد . در حال حاضر هزینه جدا سازی هر تن co2 از استک نیروگاه و واحدهای پتروشیمی به حدود ۲۰۰ تا ۲۳۰ دلار می سد.
یک نیروگاه با ظرفیت هزار مگاوات ساعت سالانه سه میلیارد متر مکعب معادل حدود۲.۷میلیون تن گاز مصرف مي کند و در صورتی که صرفا اکسیژن استفاده کند با سوختن کامل گاز حدود ۷.۵میلیون تن co2 تولید می کند. باتزریق این میزان co2به چاه های نفت می توان ۷.۵میلیون تن نفت بیشتری تولید کرد(معادل ۴۶میلیون بشکه) که ارزش آن با نفت ۶۵ دلاری برابر ۳میلیارد دلار می شود.
چنانچه این طرح عملیاتی شود در نوع خود انقلابی در صنعت نفت و پتروشیمی و نیروگاهی به وقوع خواهد پیوست.
در این طرح یک نیروگاه گازي یک گیگاواتی سالانه بیش از ۷.۵میلیون تن co2 با خلوص ۹۵ تا ۹۸درصد تولید می شود برای تحقق این طرح نیاز به سالانه ۷تا۸میلیون تن اکسیژن به عنوان جایگزین هواي محفظه احتراق می باشد.
با تجزیه کامل هشت کیلو آب تا ۷ کیلو اکسیژن و یک کیلو هیدروژن قابل تولید است لذا جهت تولید هفت میلیون تن اکسیژن حداقل هشت میلیون تن آب مصرف مي شود(معمولا حدود ۲۰ تا ۳۰درصد آب در انتهاي عملیات الکترولیز باقي مي ماند یعنی برای تولید یک کیلو هیدروژن حدود ۱۲لیتر آب نیاز است)
با تعریف کاربرد جدید برای اکسیژن، هزینه تولید هیدروژن با توزیع هزینه ها بین اکسیژن و هیدروژن کاهش خواهد یافت.
اجرای طرح فوق نتایج بسیار ارزشمندي به دنبال دارد که عبارتند از:
- تولید هیدروژن مورد نیاز واحد های تولید آمونیاک و هیدروژن مورد نیاز جهت تولید گاز سنتز CO+H
- تولید هیدروژن به عنوان سوخت خودروها و هواپیماها
- تولید گاز Co2با خلوص بالا جهت تزریق به چاهای نفت و گاز
- جلوگیری از انتشار CO2در محیط زیست و استفاده مطلوب از آن
این طرح توسط اینجانب در حال تکمیل است و در تحلیل های بعدی بصورت عمیق تر به جزئیات آن پرداخته خواهد شد.
زمانی که میزان اکسیژن ورودی به محفظه احتراق نیروگاه کم باشد بجای گاز co2 گاز co از دودکش نیروگاه خارج خواهد شد. با توجه به اینکه سوخت گاز طبیعی یا سایر سوخت های هیدروکربنی دارای هیدروژن و کربن می باشند با سوختن ناقص آنها، بر اساس طراحی نیروگاه میزان مشخصی coوco2 تولید و از دودکش نیروگاه خارج می گردد برای تعیین درصد تولید co و co2 احتمالا بتوان اکسیژن را به نسبت معینی با گاز طبیعی مخلوط و وارد محفظه احتراق نمود.
اکسیژن مورد نیاز در این طرح از الکترولیز آب بدست می آید. هدف اصلی از الکترولیز آب تولید هیدروژن است اما در فرآیند الکترولیز، میزان وزنی بسیار بیشتری اکسیژن نیز تولید می شود.
در صورت نیاز، بخشی از برق تولیدی نیروگاه جهت الکترولیز آب و تولید هیدروژن و اکسیژن مورد استفاده قرار می گیرد.
با پیشرفت های حاصله و تکنولوژی های جدید هزینه الکترولیز آب جهت تولید یک کیلوگرم هیدروژن به کمتر از دو دلار خواهد رسید در حال حاضر برای الکترولیز آب جهت تولید یک کیلو گرم هیدروژن به بیش از سی کیلو وات برق نیاز است که با تکنولوژی‌های جدید در آینده این هزینه تا ۵۰٪ کاهش خواهد یافت.
چنانچه در محفظه احتراق نیروگاه بجای هوا، اکسیژن حاصل از الکترولیز آب بر اساس توزیع علمی مد نظر تزریق شود در خروجی دودکش CO و CO2 خارج می شود (هوا شامل ۲۰درصد اکسیژن و ۷۸درصد نیتروژن است) در صورتی که بتوان توزیع اکسیژن را بگونه ای انجام داد که سوخت ورودی بصورت ناقص سوخته شود دو محصول از دودکش خارج خواهد شد که عبارتند از CO و co2
در این طرح الکترولیز آب عمدتا از طریق برق تولیدی در نیروگاه خورشیدی انجام خواهد شد.
چنانچه احتراق کامل انجام شود خروجی دودکش نیروگاه CO2 خواهد شد که موارد استفاده متعدد دارد و خصووصا جهت تزریق به میادین نفت به منظور ازدیاد برداشت مورد استفاده قرار می گیرد. با تزریق هر تن CO2 به میادین نفت می توان یک تن نفت بیشتری تولید کرد . در حال حاضر هزینه جدا سازی هر تن co2 از استک نیروگاه و واحدهای پتروشیمی به حدود ۲۰۰ تا ۲۳۰ دلار می سد.
یک نیروگاه با ظرفیت هزار مگاوات ساعت سالانه سه میلیارد متر مکعب معادل حدود۲.۷میلیون تن گاز مصرف مي کند و در صورتی که صرفا اکسیژن استفاده کند با سوختن کامل گاز حدود ۷.۵میلیون تن co2 تولید می کند. باتزریق این میزان co2به چاه های نفت می توان ۷.۵میلیون تن نفت بیشتری تولید کرد(معادل ۴۶میلیون بشکه) که ارزش آن با نفت ۶۵ دلاری برابر ۳میلیارد دلار می شود.
چنانچه این طرح عملیاتی شود در نوع خود انقلابی در صنعت نفت و پتروشیمی و نیروگاهی به وقوع خواهد پیوست.
در این طرح یک نیروگاه گازي یک گیگاواتی سالانه بیش از ۷.۵میلیون تن co2 با خلوص ۹۵ تا ۹۸درصد تولید می شود برای تحقق این طرح نیاز به سالانه ۷تا۸میلیون تن اکسیژن به عنوان جایگزین هواي محفظه احتراق می باشد.
با تجزیه کامل هشت کیلو آب تا ۷ کیلو اکسیژن و یک کیلو هیدروژن قابل تولید است لذا جهت تولید هفت میلیون تن اکسیژن حداقل هشت میلیون تن آب مصرف مي شود(معمولا حدود ۲۰ تا ۳۰درصد آب در انتهاي عملیات الکترولیز باقي مي ماند یعنی برای تولید یک کیلو هیدروژن حدود ۱۲لیتر آب نیاز است)
با تعریف کاربرد جدید برای اکسیژن، هزینه تولید هیدروژن با توزیع هزینه ها بین اکسیژن و هیدروژن کاهش خواهد یافت.
اجرای طرح فوق نتایج بسیار ارزشمندي به دنبال دارد که عبارتند از:
- تولید هیدروژن مورد نیاز واحد های تولید آمونیاک و هیدروژن مورد نیاز جهت تولید گاز سنتز CO+H
- تولید هیدروژن به عنوان سوخت خودروها و هواپیماها
- تولید گاز Co2با خلوص بالا جهت تزریق به چاهای نفت و گاز
- جلوگیری از انتشار CO2در محیط زیست و استفاده مطلوب از آن
این طرح توسط اینجانب در حال تکمیل است و در تحلیل های بعدی بصورت عمیق تر به جزئیات آن پرداخته خواهد شد.