Διεργασίες δέσμευσης του διοξειδίου του άνθρακα και μετατροπής του σε οργανικές ενώσεις

Αναγνώστου, Αλέξανδρος; Anagnostou, Alexandros

dc.contributor.author	Αναγνώστου, Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Anagnostou, Alexandros	en
dc.date.accessioned	2020-09-25T09:21:57Z
dc.date.available	2020-09-25T09:21:57Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51154
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18852
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	Διοξείδιο του άνθρακα	el
dc.subject	Κλιματική αλλαγή	el
dc.subject	Δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα	el
dc.subject	Μετατροπή διοξειδίου του άνθρακα	el
dc.subject	Προσομοίωση Aspen Plus	el
dc.subject	Carbon dioxide	en
dc.subject	Climate change	en
dc.subject	Capture of carbon dioxide	en
dc.subject	Conversion of carbon dioxide	en
dc.subject	Aspen Plus simulation	en
dc.title	Διεργασίες δέσμευσης του διοξειδίου του άνθρακα και μετατροπής του σε οργανικές ενώσεις	el
dc.title	Carbon dioxide capture processes and its conversion into organic compounds	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημική Μηχανική	el
heal.classification	Chemical Engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-02-19
heal.abstract	Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα που απασχολούν όλον τον πλανήτη είναι το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου και η κλιματική αλλαγή. Αίτια τους είναι η απότομη αύξηση των εκπομπών CO2 στην ατμόσφαιρα τις τελευταίες δεκαετίες. Ο IPCC προειδοποιεί ότι για να αποφευχθούν οι χειρότερες επιπτώσεις θα πρέπει οι εκπομπές να μειωθούν κατά 45%, με σημείο αναφοράς το 2010, μέχρι το 2030 και να μηδενιστούν μέχρι το 2050. Αυτοί οι στόχοι απαιτούν δραστικά μέτρα για επιτευχθούν. Κάποια από αυτά τα μέτρα αποτελούν οι αλλαγές στον τωρινό τρόπο ζωής με σκοπό την μείωση του αριθμού των εκπομπών. Ωστόσο, μόνο αυτό δεν αρκεί. Είναι σημαντικό να εφαρμοστούν πρακτικές τεχνητής μείωσης του CO2 στα αέρια ρεύματα που αποβάλλονται στην ατμόσφαιρα. Τον ρόλο αυτό τον συμπληρώνουν οι τρεις βασικές τεχνολογίες αξιοποίησης του CO2, οι οποίες είναι η δέσμευση, η αποθήκευση και η μετατροπή του. Η δέσμευση του CO2 αφορά τον διαχωρισμό του από τα ρεύματα εκπομπών ή ακόμα και από τον ίδιο τον αέρα με σκοπό την δημιουργία καθαρών ρευμάτων CO2. Το μεγάλο μειονέκτημα των μεθόδων δέσμευσης είναι οι μεγάλες καταναλώσεις ενέργειας που μειώνουν την συνολική απόδοση των εργοστασίων παραγωγής ενέργειας. Οι τεχνολογίες αποθήκευσης παίζουν σημαντικό ρόλο για την βραχυπρόθεσμη μείωση του CO2, οι οποίες όμως κρύβουν πολλούς κινδύνους για την ομαλή λειτουργία των οικοσυστημάτων. Η καλύτερη μακροπρόθεσμη λύση είναι η μετατροπή του δεσμευμένου CO2 σε άλλα χρήσιμα προϊόντα. Προτιμάται η μετατροπή σε καύσιμα λόγω της μεγάλης ζήτησης τους, άλλα και ως αντικαταστάτη των ορυκτών καυσίμων. Με την παρασκευή καυσίμων από το CO2 που παράγεται με την καύση τους, δημιουργείται ένας κύκλος άνθρακα που προάγει την βιωσιμότητα των κοινωνιών σε βάθος χρόνου. Ωστόσο, ένας άλλος παράγοντας για την πραγματοποίηση του κύκλου είναι η τροφοδότηση του με ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές. Επίσης, είναι ζωτικής σημασίας η εύρεση ενός καινούργιου κοινού φορέα που θα αποθηκεύει αυτήν την ενέργεια. Ιδανικά, αυτός ο φορέας θα είναι το υδρογόνο, όμως για πρακτικούς λόγους με βάση τα τωρινά δεδομένα, οι ενώσεις DME και MEOH είναι πιο ελκυστικές. Για αυτό το λόγο, επιλέχθηκαν τρεις διεργασίες για να προσομοιωθούν στο πρόγραμμα Aspen Plus v8.8 με σκοπό την εξαγωγή δεδομένων για αυτές. Οι διεργασίες είναι η μετατροπή σε MEOH, σε DME και απευθείας σε υδρογονάνθρακες. Μέσα από την προσομοίωση υπολογίστηκαν οι αποδόσεις των διεργασιών ως προς τον άνθρακα, οι απαιτήσεις σε ενέργεια και η έμμεση παραγωγή CO2 λόγω αυτών. Στην συνέχεια, με την βοήθεια του προγράμματος Aspen Energy Analyzer έγινε μείωση των ενεργειακών απαιτήσεων με εφαρμογή εναλλακτών ανάμεσα στα ρεύματα των διεργασιών.	el
heal.abstract	One of the major problems facing the whole world is the Greenhouse Effect and climate change. Their cause is the sharp increase in CO2 emissions to the air in recent decades. The IPCC warns that to avoid the worst impacts, emissions should be reduced by 45%, by 2010 standards, by 2030 and set to zero by 2050. These goals require drastic measures to be achieved. Some of these measures are changes to the current lifestyle in order to reduce the number of emissions. However, that alone is not enough. It is important to apply artificial CO2 reduction practices to the gases flowing into the atmosphere. This role is complemented by the three key technologies of CO2 utilization, which are capture, storage and conversion. CO2 capture is about separating it from the emission currents or even the air itself to create pure CO2 currents. The major disadvantage of the separation methods is the high energy consumption which reduces the overall efficiency of power plants. Storage technologies play an important role in short-term CO2 reduction, but they pose many risks to the smooth functioning of ecosystems. The best long-term solution is to convert the captured CO2 into other useful products. Conversion to fuels is preferred because of their high demand, but also as a substitute for fossil fuels. By producing fuels from CO2 which is the product of combustion, a carbon cycle is created that promotes the sustainability of societies over time. However, another factor in the realization of the cycle is the supply of energy from renewable sources. It is also vital to find a new joint carrier that will store this energy. Ideally, this carrier will be hydrogen, but for practical reasons based on current data and trends, DME and MEOH are more attractive. For this reason, three processes were selected to be simulated in Aspen Plus v8.8 to extract data for them. The processes are the conversion to MEOH, to DME and directly to hydrocarbons. The data calculated from the simulations are the carbon conversion of the processes, their energy requirements and the indirect CO2 production due to them. Subsequently, with the help of the Aspen Energy Analyzer program, energy requirements were reduced by applying heat exchangers between process currents.	en
heal.advisorName	Φιλιππόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Γρηγοροπούλου, Ελένη	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