Ανάλυση κύκλου ζωής βιολογικών διεργασιών δέσμευσης και μετατροπής CO2 βιομηχανικής κλίμακας για παραγωγή χημικών ενώσεων

Κάλλης, Οδυσσέας; Kallis, Odysseas

dc.contributor.author	Κάλλης, Οδυσσέας	el
dc.contributor.author	Kallis, Odysseas	en
dc.date.accessioned	2020-02-17T10:11:11Z
dc.date.available	2020-02-17T10:11:11Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49791
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17489
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	ΑΚΖ	el
dc.subject	Ανάλυση κύκλου ζωής	el
dc.subject	CO2	en
dc.subject	Life cycle assessment	el
dc.subject	Life cycle analysis	en
dc.subject	LCA	el
dc.subject	CCU	en
dc.title	Ανάλυση κύκλου ζωής βιολογικών διεργασιών δέσμευσης και μετατροπής CO2 βιομηχανικής κλίμακας για παραγωγή χημικών ενώσεων	el
dc.title	Life cycle assessment of industrial biological processes for CO2 capture and utilization for the production of platform chemicals	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αντιρρυπαντική τεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-09-27
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική μελετήθηκε η Ανάλυση Κύκλου Ζωής δύο συστημάτων βιολογικής δέσμευσης και μετατροπής διοξειδίου του άνθρακα, βιομηχανικής κλίμακας, για την παραγωγή μίγματος αλκοολών (τριών έως έξι ατόμων άνθρακα στο μόριο τους) και 3-HP (3-υδροξυπροπανοϊκό οξύ). Η μελέτη πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του λογισμικού SimaPro και περιλάμβανε την κατά το δυνατόν αναλυτική μοντελοποίηση και καταγραφή των πρώτων υλών, των διαδικασιών επεξεργασίας αυτών, την διαχείριση των αποβλήτων μετά το τέλος ζωής των συστημάτων, των απαραίτητων μεταφορών καθώς και όλων των καταναλώσεων (πρώτων υλών και ενέργειας) κατά τη λειτουργία της εγκατάστασης, με τελικό σκοπό την αποτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της παραγωγής κάθε προϊόντος και τη σύγκριση του με τις ήδη εμπορικές μεθόδους παραγωγής του. Οι κατάλογοι απογραφής για εμπορικά καθιερωμένες διεργασίες αντλήθηκαν από τη βάση δεδομένων ecoinventTM, ενώ η ανάλυση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση της μεθόδου ReCiPe 2016. Από τα αποτελέσματα προκύπτει πως το σύστημα παραγωγής αλκοολών, υπερτερεί της συμβατικής ευρωπαϊκής παραγωγής 1-βουτανόλης, σε κατηγορίες επίπτωσης όπως η υπερθέρμανση του πλανήτη και η χρήση ορυκτών πόρων, υστερώντας ωστόσο σε άλλες, όπως η εξάντληση πόρων μεταλλευμάτων, η τοξικότητα για τον άνθρωπο και η εξάντληση του όζοντος, ως αποτέλεσμα της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας στο αποστακτικό τμήμα της εγκατάστασης καθώς και της μεγάλης κατανάλωσης πρώτων υλών και ενέργειας για την κατασκευή των βιοαντιδραστήρων. Η αξιολόγηση του συστήματος ολοκληρώθηκε με την μελέτη ενός πλήθους περιπτώσεων. Αρχικά εξετάστηκε η επίδραση που έχει η αφαίρεση του αζώτου από τα απαέρια, με παρατηρούμενη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, από 1% στον ευτροφισμό των θαλασσίων οικοσυστημάτων έως και 23% στην χρήση πόρων μεταλλευμάτων. Στον αντίποδα η αύξηση του χρόνου παραμονής των απαερίων στους βιοαντιδραστήρες, οδήγησε σε χειροτέρευση του περιβαλλοντικού αντίκτυπου της παραγωγής του μίγματος αλκοολών, οδηγώντας σε υπεροχή της συμβατικής μεθόδου για πολύ υψηλούς χρόνους παραμονής (έως 20 ώρες). Τέλος η χρήση ανανεώσιμων πηγών για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της εγκατάστασης βελτίωσε σημαντικά τον περιβαλλοντικό αντίκτυπό της οδηγώντας ακόμα και σε αρνητικές ισοδύναμες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ανά κιλό παραγόμενου μίγματος αλκοολών. Στο σύστημα παραγωγής 3-HP η υψηλή κατανάλωση ενέργειας στο αποστακτικό τμήμα της εγκατάστασης, ήταν καθοριστικός παράγοντας για το πολύ κακό περιβαλλοντικό αποτύπωμα ανά κιλό παραγόμενου προϊόντος. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν ύστερα από σύγκριση με την συμβατική παραγωγή του ακρυλικού οξέος στην Ευρώπη, προσθέτοντας στο βιολογικά παραγόμενο 3-HP την ενέργεια για την μετατροπή του σε ακρυλικό οξύ, αναδεικνύουν σαφή υπεροχή της συμβατικής παραγωγής σε όλες τις εξεταζόμενες κατηγορίες επίπτωσης. Για το λόγο αυτό δεν εξετάζονται επιπλέον σενάρια, καθώς αυτά οδηγούν σε μικρή μείωση (αφαίρεση Ν2), ή και σε αύξηση (αύξηση χρόνου παραμονής απαερίων στους βιοαντιδραστήρες) των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.	el
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτριος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	137 σ.
heal.fullTextAvailability	false