Συστηματική Ανάλυση και Προτυποποίηση Διεργασιών Υδροθερμικής Επεξεργασίας (HTL) Οργανικών Παραπροϊόντων

Μάμο, Εντβίν; Mamo, Entvin

dc.contributor.author	Μάμο, Εντβίν	el
dc.contributor.author	Mamo, Entvin	en
dc.date.accessioned	2020-05-01T21:35:38Z
dc.date.available	2020-05-01T21:35:38Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50337
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18035
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	Υδροθερμική επεξεργασία (HTL)	el
dc.subject	Βιοργό καύσιμο	el
dc.subject	Κινητική	el
dc.subject	Πρότυπες ομάδες σύστασης	el
dc.subject	Θεμοδυναμικά μοντέλα	el
dc.subject	Hydrothermal Liquefaction	en
dc.subject	Biocrude Oil	en
dc.subject	Provess Kinetics	el
dc.title	Συστηματική Ανάλυση και Προτυποποίηση Διεργασιών Υδροθερμικής Επεξεργασίας (HTL) Οργανικών Παραπροϊόντων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-01
heal.abstract	Η υδροθερμική ρευστοποίηση (HydroThermal Liquefaction) είναι μια αρκετά υποσχόμενη και ελπιδοφόρα τεχνολογία για την αναβάθμιση υπολειμμάτων από διάφορες πηγές (γεωργική βιομάζα, απόβλητα, διαλυμένα οργανικά κ.λπ.). Το οργανικό περιεχόμενο της τροφοδοσίας στη διεργασία κατανέμεται κυρίως στα δύο ρεύματα υγρών προϊόντων, στην οργανική και υδατική φάση, καθώς και σε αέρια και στερεά παραπροϊόντα με μικρότερη οικονομική δυνατότητα εκμετάλλευσης τους. Η οργανική φάση, ένα βίο-αργό καύσιμο, επιδέχεται περαιτέρω αναβάθμισης σε καύσιμα κίνησης μέσω υδρογόνοκατεργασίας. Η υδατική φάση που περιέχει ένα σημαντικό κλάσμα οργανικού φορτίου, θα μπορούσε να επεξεργασθεί με αναερόβια χώνευση ή εναλλακτικά να ανακυκλωθεί στην υδροθερμική μονάδα έτσι ώστε να ενισχύσει το οργανικό περιεχόμενο και την ποιότητα του βίο-αργού προϊόντος. Στη συγκεκριμένη εργασία, τα υγρά απόβλητα που προκύπτουν από τη διεργασία επανακυκλοφορούν στη μονάδα και εξηγούνται τα ταυτόχρονα οφέλη για την εξοικονόμηση νερού χωρίς συμβιβασμό στην ποιότητα του βίο-αργού. Η αποδοτικότητα της υδροθερμικής επεξεργασίας δοκιμάζεται από μια σειρά προκλήσεων και εμπειρικών αποφάσεων για την ανάπτυξη ενός αποδοτικού σχεδιασμού, όπως η άφθονη χρήση ενέργειας στον χημικό αντιδραστήρα, η χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα στο παραγόμενο βιοκαύσιμο λόγω της απώλειας οργανικών στην υδατική φάση και μια συστηματική προσέγγιση για τη βελτίωση της χημικής πολυπλοκότητας χωρίς υπερβολική εξάρτηση από τον πειραματισμό.Αυτή η εργασία παρουσιάζει μια προσέγγιση βασισμένη σε μοντέλο για την ανάλυση και την μελέτη του HTL παρουσιάζοντας άριστη τεκμηρίωση με τα πειραματικά αποτελέσματα. Το παραγόμενο μοντέλο αντιμετωπίζει προκλήσεις για να συλλάβει τη σύνθετη κινητική της αντίδρασης της χημικής διεργασίας, τα διάφορα υποστρώματα που τροφοδοτούνται στον αντιδραστήρα και τις μεταγενέστερες διαδικασίες διαχωρισμού. Ένα νέο κινητικό μοντέλο εισάγεται για να συλλάβει τη μετατροπή του άνθρακα στο υγρό ρεύμα της διεργασίας και την οργανική φάση. Το μοντέλο βασίζεται σε μια συνολική αναπαράσταση της περιεκτικότητας σε άνθρακα και επικυρώνεται πειραματικά με επιτυχία. Τα πειράματα διεξήχθησαν σε πειραματικό αντιδραστήρα HTL πιλοτικής κλίμακας συνεχούς έργου με δυναμικότητα τροφοδοσίας μέχρι 100 λίτρα / ώρα και συνολικού όγκου επεξεργασίας περίπου 20 λίτρων. Πολτοί βιομάζας με ξηρό περιεχόμενο μέχρι 20% κ.β. επεξεργάστηκαν με επιτυχία στη μονάδα. Έγιναν υπολογισμοί σχετικά με την ενεργειακή απόδοση της πιλοτικής εγκατάστασης για τον προσδιορισμό του επιπέδου ανάκτησης θερμότητας και της βιωσιμότητάς της. Η σκόνη πεύκου που έχει υποστεί προεπεξεργασία εκβολής επελέγη ως τροφοδοσία για να συμβάλει στην ανάπτυξη ενός τέτοιου μοντέλου. Σε αυτό το κινητικό πρότυπο μέσω του δικτύου αντιδράσεων ένα κλάσμα των διαλυμένων οργανικών στην ανακυκλωμένη υδατική φάση μετατρέπεται σε βίο-αργό καύσιμο και το υπόλοιπο στην καινούργια υδατική φάση. Η προσέγγιση βασισμένη στο μοντέλο χρησιμοποιήθηκε περαιτέρω για την ανάλυση των επιλογών σχεδιασμού που εμπεριέχουν ανακύκλωση της υδατικής φάσης. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν έχουν ελεγχθεί και επικυρωθεί με πειράματα για την εύρεση της ανακύκλωσης του υγρού ρεύματος της διεργασίας που τροποποιεί την μετατροπή από τα υδατοδιαλυτά οργανικά, βελτιώνοντας έτσι τις αποδόσεις και τις ιδιότητες του παραγόμενου βιοκαυσίμου. Τα πειράματα περιλάμβαναν την επαναχρησιμοποίηση της υδατικής φάσης της μονάδας για την κατάλληλη προετοιμασία του πολτού βιομάζας που τροφοδοτήθηκε στην κάθε αλληλουχία πειραμάτων στη μονάδα. Η ανακυκλοφορία αυτή οδηγεί σε αύξηση του χρόνου παραμονής στη διεργασία. Έτσι αναπτύχθηκε ένα κινητικό μοντέλο με στόχο την περιγραφή της κινητικής του αντιδραστήρα. Το μοντέλο καταγράφει επιτυχώς τις κύριες τάσεις του πειραματικού έργου και έχει χρησιμοποιηθεί για την διαμόρφωση και την υποβολή εναλλαγών μεταξύ χρόνων παραμονής, όγκων και αποδόσεων που παρατηρήθηκαν πειραματικά.	el
heal.advisorName	Κοκόσης, Αντώνης	el
heal.committeeMemberName	Βλυσίδης, Απόστολος	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	103 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false