موضوع مقاله: مولد گاز چوب | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # مولد گاز چوب | مقدمه: مولد گاز چوب یک دستگاه تبدیل کننده به گاز است که چوب یا زغال چوب را به گاز چوب تبدیل می‌کند که یک سوخت گازی متشکل از نیتروژن جوی، مونوکسید کربن، هیدروژن و اثراتی از متان است و پس از سرد کردن و فیلتر کردن می‌تواند برای تأمین انرژی موتور احتراق داخلی یا برای اهداف دیگر مورد استفاده قرار گیرد. | ## بخش 1: مولد گاز چوب | از لحاظ تاریخی مولدهای گاز چوب اغلب بر روی وسایل نقلیه نصب می‌شدند، اما مطالعات و پیشرفت‌های امروزی غالباً بر روی نیروگاه‌های ثابت متمرکز شده‌اند. گاز شهری تولید شده از زغال سنگ به‌طور گسترده و عمدتاً به منظور تأمین روشنایی استفاده می‌شد. زمانی که موتورهای احتراق داخلی ثابت که براساس چرخه اتو کار می‌کردند در دهه ۱۸۷۰ در دسترس قرار گرفتند، آنها شروع به جایگزینی موتورهای بخار به عنوان موتورهای اصلی در بسیاری از کارهایی کردند که به نیروی محرکه ثابت نیاز بود. استفاده از آنها پس از اینکه حق امتیاز موتور اتو در سال ۱۸۸۶ منقضی شد، سرعت گرفت. پتانسیل و کاربرد عملی تبدیل به گاز در موتورهای احتراق داخلی از همان روزهای نخست توسعه آنها به خوبی درک شده بود. در سال ۱۸۷۳، جان لو فرایند گاز آب را به وجود آورد و ثبت اختراع کرد که با استفاده از آن می‌توان مقادیر زیادی گاز هیدروژن برای استفاده مسکونی و تجاری در گرمایش و روشنایی تولید کرد. برخلاف گاز زغال سنگ معمولی یا گاز کک که در خدمات شهری استفاده می‌شدند، این گاز سوخت گرمایشی پر بازده تری را فراهم می‌کرد. در اواخر قرن نوزدهم موتورهای احتراق داخلی عموماً با گاز شهری سوخت رسانی می‌شدند و در اوایل قرن بیستم بسیاری از موتورهای ثابت به استفاده از سوخت گازی شده از کک که به‌طور قابل‌توجهی ارزان‌تر از گاز شهری بود که بر پایه گاز شهری به دست می‌آمد، تغییر حالت دادند. به دلیل کمبود بنزین به دست آمده از نفت، افراد مسن به یاد می‌آورند که چگونه هم برای چوب و هم برای زغال‌سنگ دستگاه‌های گازساز بسازند و چگونه موتورهای احتراق داخلی را تغییر دهند تا با سوخت گازی کار کنند و مولدهای گاز چوب به‌طور فعال در حال تولید بودند. در بریتانیا، فرانسه، ایالات متحده و آلمان، تعداد زیادی از چنین مولدهایی برای تبدیل چوب و زغال سنگ به سوخت برای وسایل نقلیه ساخته شدند. مولدهای تجاری قبل و بعد از جنگ برای استفاده در موقعیت‌های خاص یا در اقتصادهای ضعیف در حال تولید بودند. برخی از مولدهای گاز چوب دوران جنگ جهانی دوم از نوع جریان نزولی "Imbert" بودند که در حدود سال ۱۹۲۰ توسط مخترع فرانسوی ژرژ ایمبرت طراحی شدند. آلمان برای حفظ ذخایر محدود سوخت، واحدهای گازوژن را برای وسایل نقلیه از جمله اتومبیل‌ها، کامیون‌ها، تراکتورهای توپخانه‌ها و حتی تانک‌ها تولید کرد. حتی در کشورهایی که درگیر جنگ نبودند، مانند سوئد یا برزیل، گازوژن محبوب بود، زیرا دستیابی به نفت سخت شده بود. در برزیل، مسابقه دهنده ای به نام چیکو لندی که یک آلفارومئو با موتوری که با گاز چوب کار می‌کرد را می‌راند، در پیست اینترلاگوس سائوپائولو در سال ۱۹۴۴ برنده شد. تولید گاز شهری برپایه زغال سنگ به‌طور کلی با گاز بر پایه نفت و گاز طبیعی جایگزین شد. با این وجود، بریتانیا استفاده خود از گاز شهری برپایه زغال سنگ را تا اکتشافات گاز طبیعی دریای شمال در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ ادامه داد. آژانس مدیریت اضطراری فدرال ایالات متحده (FEMA) کتابی را در مارس ۱۹۸۹ منتشر کرد که در آن نحوه ساخت یک مولد گاز در مواقع اضطراری و زمانی که نفت در دسترس نبود توضیح داده شده بود.H. اتحادیه اروپا یک پروژه گاز چوبک که در سال ۲۰۰۵ در گوسینگ اتریش شروع شد را حمایت مالی کرد. این پروژه یک نیروگاه برق با یک مولد گاز چوب و یک موتور گازی برای تبدیل گاز چوب به ۲ مگاوات توان الکتریکی و ۴٫۵ مگاوات گرما بود. | ## بخش 2: مولد گاز چوب | همچنین یک دستگاه آزمایشی برای استفاده از فرایند فیشر-تروپش به منظور تبدیل گاز چوب به سوختی شبیه دیزل وجود داشت. موفق‌ترین مولدهای گاز چوب که در اروپا و ایالات متحده مورد استفاده هستند، نمونه‌هایی از انواع طرح اولیه ایمبرت هستند. زغال چوب متراکم تر است و گازی با آلایندگی کمتر را بدون مواد فرار قیری و مقدار آب بیش از حد چوب تولید می‌کند. این طراحی ساده شده دارای مزایای روشنی نسبت به واحدهای اروپایی قبلی است، مانند سوخت‌گیری و ساخت و ساز آسان‌تر. این مشکلات شامل فقدان یک منطقه اکسیداسیون ثابت می‌شود که به منطقه اکسیداسیون اجازه می‌دهد تا به یک منطقه بزرگتر به آرامی حرکت کند که باعث افت دما می‌شود. دمای عملیاتی پایین‌تر باعث تولید قیرمی‌شود و فاقد منطقه کاهش واقعی است که تمایل این طرح به تولید قیر را افزایش می‌دهد. قیر در جریان گاز چوب به عنوان یک گاز آلوده به حساب می‌آید و قیر به سرعت موتور را خراب می‌کند و احتمالاً باعث گیرکردن دریچه‌ها و حلقه‌ها می‌شود. طراحی جدیدی که با نام گازساز کیث شناخته می‌شود، واحد FEMA را بهبود می‌بخشد و همزمان بازیابی گرمای گسترده و رفع مشکل قیر را در خود جای داده‌است. این سیستم رکورد سرعت جهانی را برای وسایل نقلیه ای که با انرژی زیست توده کار می‌کنند ثبت کرده‌است و چندین تور بین‌المللی را انجام داده‌است. آنها چرخه کربن بسته‌ای دارند، به میزان کمتری باعث گرمایش جهانی می‌شوند و در طبیعت پایدار هستند. آنها را می‌توان به شکل نسبتاً راحتی با استفاده از مواد در دسترس در شرایط بحرانی ساخت. آنها به مراتب پاکیزه‌تر از آتش چوب یا موتورهای بنزینی (بدون کنترل انتشار گازهای گلخانه ای) هستند و دوده کمی تولید می‌کنند. هنگامی که در یک طرح ثابت استفاده می‌شوند، به پتانسیل واقعی خود می‌رسند، زیرا می‌توان از آنها در سناریوهای کوچک ترکیبی حرارت و توان استفاده کرد (با بازیابی حرارت از تولیدکننده گاز چوب، و احتمالاً موتور/ژنراتور، به عنوان مثال، برای گرم کردن آب گرمایش هیدرونیک)، حتی در کشورهای صنعتی، حتی در شرایط اقتصادی خوب، مشروط بر اینکه منبع کافی چوب در دسترس باشد. تأسیسات در مقیاس بزرگ‌تر می‌توانند بازده بهتری داشته باشند و برای گرمایش منطقه‌ای نیز مفید هستند. معایب اندازه خاص بزرگ سرعت شروع نسبتاً آهسته؛ زمان گرم کردن دسته اولیه سرد چوب تا دمای لازم می‌تواند چند دقیقه و در کارخانه‌های بزرگتر حتی ساعت‌ها طول بکشد تا به توان طراحی شده برسد. یک فرایند سوختن دسته ای، که برخی از طرح‌ها دارای آن هستند و به‌طور منظم فرایند تولید گاز را قطع می‌کند. عملیات توقف خارج از یک سطح بار بالا دشوار است (به عنوان مثال توقف موتور با استفاده از گاز): گرمای باقیمانده همچنان گاز تولید می‌کند که برای مدت معینی گازساز را بدون کنترل ترک می‌کند یا اینکه باید در یک شعله گاز استفاده شود. سوخت گازی قابل احتراق اولیه که در طی فرایند تبدیل به گاز مونوکسید کربن تولید شده‌است: این یک محصول سوختی عمدی است و متعاقباً به همراه سایر گازهای سوختی به دی‌اکسید کربن ایمن در موتور (یا سایر کاربردها) می‌سوزد. با این حال، قرار گرفتن مداوم در معرض مونوکسید کربن حتی در غلظت‌های کم تا متوسط می‌تواند برای انسان‌ها کشنده باشد. رطوبت چوب (معمولاً ۱۵ تا ۲۰٪) و بخار آب ایجاد شده توسط اتم‌های O و H خود چوب خشک (حدود ۰٫۴ لیتر آب حاوی مواد آلی در هر کیلوگرم چوب خشک) در طول خنک‌سازی و فیلتر کردن گاز متراکم می‌شود و مایعی تولید می‌کند (به قیر چوبی هم مراجعه کنید)، که نیاز به تصفیه فاضلاب ویژه ای دارد. | ## بخش 3: مولد گاز چوب | ملاحظات ایمنی درصورتی که به دقت طراحی و استفاده نشود، پتانسیل قابل توجهی برای آسیب یا مرگ ناشی از گاز چوب که حاوی درصد زیادی از گاز سمی مونوکسید کربن (CO) است، وجود دارد. تولیدکننده‌های گاز چوب با طراحی مطمئن و ساخت و ساز کاملاً آزمایش شده برای استفاده در فضای باز یا در یک فضای نیمه بسته، به عنوان مثال، در زیر یک پناهگاه که از دو طرف باز است، ایمن به حساب می‌آید. همچنین ممکن است برای استفاده در یک فضای داخلی با تهویه بسیار خوب (مثلا فشار منفی) که به هیچ فضای داخلی دیگری که برای خواب مورد استفاده باشد متصل نیست و به آشکارسازهای گاز مونوکسید کربن اضافی (بیش از ۱) که کاملاً مستقل باشند و با باتری کار کنند و به‌طور منظم آزمایش شوند مجهز باشد، نسبتاً ایمن به حساب می‌آیند. با این حال احتیاط حکم می‌کند که هر نوع طراحی آزمایشی تولیدکننده گاز چوب یا ساخت و ساز جدید باید به‌طور کامل در فضای باز، و فقط در فضای باز، با یک «رفیق» که همیشه همراه باشد و با هوشیاری مداوم برای هرگونه علائمی از سردرد، خواب آلودگی یا حالت تهوع آزمایش شود. علاوه بر این، باید از مخلوط شدن مقادیر بیش از حد هوا و گاز جلوگیری شود، زیرا در صورت وجود منبع احتراق، می‌تواند باعث آتش‌سوزی (انفجار) گاز مورد نظر شود. ذخیره‌سازی طولانی‌مدت گاز چوب، به جز برای استفاده از دستگاه جابجایی آب از نوع گازگیر نباید استفاده شود. به دلیل اینکه عناصر فراری در گاز وجود دارند که اگر اجازه رسوب بیش از حد مجاز به آنها داده شود، در منبع ذخیره‌سازی گاز متراکم می‌شوند. تحت هیچ شرایطی گاز چوب نباید به قدری متراکم شود که فشار آن به بیش از بالاتر از محیط برسد، زیرا این اتفاق ممکن است باعث تراکم مواد فرار شود و همچنین اگر منبع شکسته شود یا نشتی داشته باشد، احتمال آسیب شدید یا مرگ ناشی از گاز مونوکسید کربن یا آتش‌سوزی وجود دارد. پوشش رسانه ای در سال ۲۰۰۸، نمونه‌ای از طراحی و ساخت یک کامیون با موتوری که با گاز چوب کار می‌کرد در قسمت هشتم برنامه «ماشین با قدرت درخت» در کانال نشنال جئوگرافیک در Planet Mechanics نمایش داده شد. به عنوان بخشی از مجموعه علمی بی‌بی‌سی "Bang Goes Theory"، یک فولکس واگن سیروکو به یک طراحی از مارتین بیکن تبدیل شد تا با استفاده از تفاله‌های قهوه استفاده شده حرکت کند و پس از ساخت آن در سال ۲۰۱۰، صرفاً با استفاده از قهوه از لندن تا منچستر رانده شد. بخشی از گروه اکنون بر روی طراحی پیشرفته‌تری کار می‌کنند که علی‌رغم برد، بر روی حداکثر سرعت متمرکز است. در برنامه رادیویی Car Talk که در ایالات متحده محبوب است، یک تماس گیرنده در قسمت ۱۲۰۱ (که در ۷ ژانویه ۲۰۱۲ پخش شد و متعاقباً «۲۰ مایل به ازای هر وودچیپ» نامگذاری شد)، یک وسیله نقلیه تولید گاز چوب که در دوره طفولیت در جنگ جهانی دوم در آلمان سوار آن شد را مورد شرح قرار داد. میزبانان برنامه با این فناوری آشنا نبودند، احتمالاً به دلیل اینکه هرگز در ایالات متحده به‌طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت. در ۱۲ مارس سال ۲۰۱۲، در یک قسمت از فصل ۲ برنامه Doomsday Preppers، یک مولد گاز چوب نشان داده می‌شود که اسکات هانت در حال راندن یک کامیون فورد و یک مولد الکتریکی خانگی در زمین جنگلی چند هکتاری خود در کارولینای جنوبی است. برنامه کمدی تلویزیون صربستان "کامیون رانان 2" ("Kamiondzije II") از سال ۱۹۸۳ به عنوان بخشی از موضوع، در مورد یک مولد گاز که به شاسی یک کامیون متصل است صحبت می‌کند. در قسمت ۵ مستند بی‌بی‌سی Wartime Farm (پخش شده در اکتبر ۲۰۱۲)، آنها یک آمبولانس که با گاز زغال سنگ کار می‌کرد را مطابق با ویژگی‌های یک وسیله نقلیه گازسوز در سال ۱۹۴۳ ساختند. در فصل ۳ برنامه «مردان کوهستانی» در کانال تاریخ، یوستی کانوی در حال کار کردن با یک پیکاپ تویوتا که با گاز پوب کار می‌کند و برای حمل کالا است، نشان داده می‌شود. Retrieved 2015-07-07 «ال کامینا» مدل ۱۹۸۷ شورولت ال کامینو، با سرعت ۱۴۰ کیلومتر در ساعت (۸۷ مایل در ساعت)، سریع‌ترین خودرویی است که با گاز چوب کار می‌کند.See لیست سیستم‌های تجاری موجود فقط چند شرکت وجود دارند که سیستم‌های گاز چوب ساز را به صورت تجاری تولید می‌کنند. | ## جمع‌بندی | از آنجایی که سیستم‌های گاز چوب تمایل دارند نسبتاً بزرگ باشند، بیشتر بر روی کاربردهای ثابت (تولید برق) متمرکز هستند.