گاز طبیعی: از استخراج تا مصرف نهایی
یکی از منابع انرژی فسیلی ، گاز طبیعی می باشد که نسبت به بقیه آلودگی کمتری برای محیط زیست دارد. در این مقاله مطالبی درباره فرآیندهای تولید که شامل اکتشاف و استخراج و همچنین پالایش و انتقال و درآخر مصرف بیان شده است.
گاز طبیعی که درصد عمده آن را گاز متان تشکیل می دهد ،در اعماق زمین و معمولا با نفت خام کشف می شود. گاز طبیعی کاربردهای فراوانی از جمله مصارف خانگی،صنعتی و تولید برق دارد.
روش‌های اکتشاف
شما برای پیدا کردن ذخایر گاز طبیعی نیازمند استفاده از دانش پیشرفته ژئوفیزیک می باشید .در زیر روش های اکتشاف بیان شده است:
– یکی از روش ها لرزه نگاری سه بعدی می باشد. در این روش با با دستگاه های مخصوص لرزه ایجاد می کنند . امواج حاصل از لرزش پس از نفوذ به عمق زمین و برگشت توسط گیرنده های مخصوص دریافت می شود. با تجزیه و تحلیل و زمان رشیدن این امواج می توانند محل وجود گاز یا نفت را مشخص نمایند.
– با استفاده از مطالعات مغناطیس سنجی : در این روش از میدان مغناطیس زمین برای کشف گاز استفاده می کنند.
– روش دیگر گرانی‌سنجی: این روش اکتشافی که بسیار قدیمی می باشد از جاذبه زمین برای اکتشاف استفاده می شود.
– حفاری‌های اکتشافی
فرآیند استخراج
فرآیند استخراج
برای اینکه بتوانیم گاز را استخراج کنیم باید مراحل زیر را انجام دهیم:
1.حفر کردن چاه های اکتشافی
2. تجهیزات استخراج را نصب کردن
3. توجه به فشار مخزن و کنترل آن
4. جداسازی آب و مواد همراه
پالایش و فرآوری
برای اینکه گاز استخراج شده قابلیت استفاده را داشته باشد فرآیندهای زیر بر روی آن انجام می شود که به پالایش و فرآوری معروف است و شامل مراحل زیر می باشد.
جداسازی ناخالصی‌ها
یکی از فرآیندهایی که بر روی گاز انجام می گیرد جدا کردن ناخالصی های زیر می باشد:
– دی‌اکسید کربن
– سولفید هیدروژن
– نیتروژن
– بخار آب
– هیدروکربن‌های سنگین
شیرین‌سازی گاز
گازی که استخراج می شود به خاطر بویی که دارد گاز ترش نام دارد .گاز ترش برای انسان به دلیل وجود گوگرد زیاد سمی مباشد .همچنین یک عامل خورنده برای لوله ها می باشد. برای همین نیاز به جداسازی گوگرد دارد . گاز به دست آمده را گاز شیرین می گویند که شامل مراحل زیر می باشد:
– جذب شیمیایی
– جذب فیزیکی
– فرآیندهای غشایی
– اکسیداسیون مستقیم
انتقال و توزیع
برای انتقال و توزیع گاز روشهایی وجود دارد که به دو صورت عمده می باشد که در زیر بیان شده است.
خطوط لوله
بیشترین انتقال گاز توسط لوله ها انتقال و توزیع می شود . برای انجام اینکار باید موارد زیر را به عنوان زیر ساخت انجام داد:
– ایجاد خطوط اصلی که در آن فشار بسیار بالا می باشد و برای انتقال گاز بین شهرها و کشورها انجام می پذیرد.
– احداث شبکه های توزیع شهری که وظیفه آنها انتقال گاز به درب خانه ها و .. می باشد
– برای ثابت نگهداشتن فشار و جلوگیری از افت فشار در لوله ها نیاز به ایستگاه های تقویت فشار می باشد.
-برای افزایش کارایی و جلوگیری از مشکل ، نیازمند سیستم‌های کنترل و مانیتورینگ می باشد.
LNG و حمل و نقل دریایی
برای ارسال گاز به مسافت های طولانی و همچنین استفاده از کشتی نیاز داریم تا گاز را فشرده کنیم تا حجم بیشتری را بتوانیم انتقال دهیم . این فشردگی زیاد باعث می شود تا گاز به مایع تبدیل شود که به آن گازمایع یا LNG می گویند. لازمه این فرآیند تجهیزات زیر می باشد:
– تاسیسات فشرده کردن گاز یا میع سازی
– برای انتقال توسط هر کشتی امکان پذیر نمی باشد .نیازمند کشتی های حمل LNG که دارای ایمنی بالایی می باشد و برای این منظور ساخته شده است ،می باشد.
– تاسیسات دریافت گاز مایع و تبدیل آن به گازی
کاربردها و مصارف
کاربردها و مصارف گاز طبیعی بسیار زیاد می باشد که در زیر به مهمترین آنها اشاره شده است:
مصارف خانگی
یکی از مهمترین و بیشترین استفاده از گاز طبیعی در خانه ها می باشد که عمده ترین مصارف آن عبارت است از:
– وسایل گرمایشی و به نوعی گرم کردن خانه ها
– استفاده برای پخت وپز و طبخ غذا
– به کاربردن برای گرم کردن آب برای استحمام و …
– استفاده دیگر برای ایجاد سرما در برخی سیستم ها
برای پر کردن کپسول های گاز برای مصارف پخت و پز در خارج خانه مانند کپسول گاز سفری و همچنین کپسول گاز فندک به کار می رود.
مصارف صنعتی
در صنعت استفاده از گاز طبیعی بسیار گسترده می باشد که بیشترین استفاده در ایجاد گرما در کوره ها می باشد. در زیر تعدادی از صنایع که از گاز استفاده دارند گفته شده است:
– برای تولید مواد شیمیایی
– استفاده از گاز طبیعی برای ذوب کردن فلزات
– به کار بردن گاز در کوره های تولید سیمان
– در صنایع غذایی هم کاربرد دارد.
تولید برق
یکی از صنایع که مصرف بالایی هم دارد در نیروگاه های تولید برق می باشد. بیشترین این نیروگاه ها در ایران دارای دو دسته نیروگاه های گازی و دومی سیکل ترکیبی می باشد:
1- نیروگاه‌های گازی ساده
2- نیروگاه‌های سیکل ترکیبی که نسبت به اولی دارای راندمان بالاتری می باشد.
3- وجود نیروگاه هایی که همزمان برق و حرارت تولید می کنند .که حرارت تولیدی برای استفاده در گرمایش خانه های اطراف استفاده می شود.
مدیریت مصرف و بهینه‌سازی
برای انجام مدیریت مصرف و بهینه سازی باید موارد زیر را رعایت کرد:
راهکارهای بهینه‌سازی مصرف
برای اینکه از گاز طبیعی درست و بهینه استفاده کنیم ،موارد زیر را باید رعایت کنیم:
– انجام درست عایق‌کاری ساختمان‌ها و جلوگیری از هدر رفت گرما
– به کارگیری وسایل گرمایشی که دارای راندمان بالا می باشند
– هوشمندسازی مدیریت مصرف
– بازیافت حرارت
کنترل و پایش مصرف
استفاده از سیستم های پیشرفته کنترل و همچنین پایش مصرف که در زیر مثال هایی آورده شده است:
– استفاده از کنتورهای هوشمند
– سیستم‌های مدیریت انرژی
– به کارگیری نرم افزارهایی که توانایی تحلیل مصرف را دارند.
– پایش مصرف به صورت آنلاین
چالش‌ها و مسائل زیست‌محیطی
یکی از مشکلات محیط زیستی استفاده از گاز طبیعی مانند هر سوخت فسیلی ایجاد آلودگی ها با انتشار گازهای گلخانه ای می باشد.
مصرف گاز طبیعی باعث تولید دی اکسید کربن ،گاز متان که بر اثر نشتی در مراحل تولید و انتقال و همچنین اکسیدهای گوگرد می شود.
نتیجه‌گیری
یکی از پر مصرف ترین منابع انرژی گاز طبیعی می باشد. با توجه به شرایط آلودگی جهانی و نیاز به کم شدن گازهای گلخانه ای استفاده بهینه و درست از گاز طبیعی یک اولویت می باشد.
About The Author
