تقنیــة تطبیقیـة لـنظــام معـالجــة الـغـاز الـحـیــوی الـمـضغـــوط

فى ظل الطلب المتزاید على الطاقة فی الآونة الأخیرة نتیجة التطور الصناعی والاقتصادی الذی أدى إلى زیادة الطلب على مصادر الطاقة التقلیدیة ، وقد أدى هذا إلى ظهور مشاکل بیئیة مثل ظاهرة الاحتباس الحرارى وتغیر المناخ الأمر الذى جعل قطاع الطاقة یتعرض للعدید من التحدیات والأزمات خلال السنوات الأخیرة ، وبالأخذ بعین الاعتبار حالة عدم الاستقرار فی إمدادت الطاقة بالإضافة إلى عدم توافر مصادر بدیلة قد أدى ذلک إلى تزاید الفجوة بین کمیات الطاقة المتوافرة وحجم الطلب علیها. هذه التحدیات قد أثرت بشکل سلبى على العدید من القطاعات الحیویة فى کثیر من دول العالم ولا سیما فى مصر. فى هذا الصدد یجب توفیر مصادر طاقة بدیلة للحفاظ على استدامة واستقرار التنمیة الصناعیة المستمرة للنهوض بکافة القطاعات سواء الحکومیة أو الخاصة وذلک لتحقیق التنمیة المستدامة. یعتبر المیثان الحیوی أحد أهم المصادر البدیلة التى یمکن الاعتماد علیها کوقود صدیق للبیئة ، نظیف رخیص ومتعدد الاستخدامات یمکن إنتاجه عن طریق تنقیة الغاز الحیوی الخام. ولقد رکزت الدراسات السابقة بعملیة إنتاج الغاز الحیوی من جوانب متعددة دون العمل على تصمیم نظام تطبیقیى لمعـالجــة الـغـاز الـحـیــوی وإنتاج غاز المیثان.
ومن هذا المنطلق، تهدف هذه الدراسة إلى تصمیم منظومة تطبیقیة تعمل على تنقیة الغاز الحیوى وضغطه وتخزینه کتقنیة جدیدة ومتکاملة لمعالجة الغاز الحیوی الخام. اشتملت التقنیة المقترحة على وحدة تنقیة الغاز الحیوى الخام عن طریق إزالة ثانی أکسید الکربون والمواد غیر المرغوب فیها مثل کبریتید الهیدروجین والماء للحصول على غاز المیثان الحیوى یلى ذلک وحدة الضغط أحادیة التأثیر لضغط وتعبئة غاز المیثان بالقیمة المطلوبة لکل من الضغط ومعدل التصرف باستخدام متحکم الضغط وصمام تحکم فى معدل تصرف الغاز. ولقد تم تقییم أداء منظومة المعالجة تجریبیاً تحت أربع مستویات للضغط (200 ، 400 ، 500 و 600 کیلوباسکال) (2 ، 4 ، 5 و 6 بار) بمعدلات تصرف للغاز الحیوى أثناء عملیة التنقیة بقیمة (2.0 ، 2.4 ، 2.8 و 3.0 م^٣.س^-١) وذلک بأخذ القیاسات التالیة السعة الفعلیة، الکفاءة الحجمیة ، القدرة المطلوبة لتشغیل النظام ، القیمة الحراریة والطاقة المتولدة لتقییم المنظومة المقترحة بشکل أکثر شمولیة.
وقد لوحظ أن عوامل الدراسة کان لها التأثیر الواضح على کل من السعة الفعلیة والکفاءة الحجمیة نتیجة زیادة الضغط ومعدل تصرف الغاز فضلاً عن الزیادة المتحصل علیها لکل من القیمة الحراریة والطاقة المتولدة حتى ضغط 6 بار. وقد اتضح من النتائج المتحصل علیها أن العلاقة بین معدل تصرف الغاز وضغط التخزین کانت علاقة طردیة ومن ثم یمکن تحسین عملیة استغلال طاقة غاز المیثان بزیادة کل من الضغط ومعدل التصرف أثناء عملیة المعالجة. وقد سجلت النتائج المتحصل علیها أن السعة الفعلیة بلغت 2.36 م^٣.س^-١ بکفاءة حجمیة 84.89% مما أدى إلى زیادة القیمة الحراریة بقیمة 72.10 میجاجول ساعة وبقیمة 20.03 کیلووات فى الساعة للطاقة المتولدة تحت ضغط تخزین قدره 6 بار ومعدل تصرف 3 م^٣ للغاز الحیوى أثناء عملیة المعالجة.