Σχεδιασμός και μοντελοποίηση συστήματος ενεργειακής αξιοποίησης απορριμμάτων με δέσμευση CO2 με την τεχνολογία Chemical Looping Combustion

Θεοδωράκη, Στυλιανή; Theodoraki, Styliani

dc.contributor.author	Θεοδωράκη, Στυλιανή	el
dc.contributor.author	Theodoraki, Styliani	en
dc.date.accessioned	2023-01-13T09:03:06Z
dc.date.available	2023-01-13T09:03:06Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56675
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24373
dc.rights	Default License
dc.subject	Διοξείδιο του άνθρακα	el
dc.subject	Τεχνολογίες δέσμευσης CO2	el
dc.subject	Καύση Χημικού Βρόχου	el
dc.subject	Αστικά απορρίμματα	el
dc.subject	Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας	el
dc.subject	Carbon Dioxide	en
dc.subject	CO2 capture technologies	el
dc.subject	Chemical Looping Combustion	el
dc.subject	Electricity production	el
dc.subject	Municipal waste	el
dc.title	Σχεδιασμός και μοντελοποίηση συστήματος ενεργειακής αξιοποίησης απορριμμάτων με δέσμευση CO2 με την τεχνολογία Chemical Looping Combustion	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Energy engineering	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-01
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η τεχνολογία Chemical Looping Combustion (CLC), με σκοπό την ανάπτυξη ενός υπολογιστικού μοντέλου μίας μονάδας CLC όπου χρησιμοποιείται στερεό ανακτηθέν καύσιμο SRF. Η μοντελοποίηση του συστήματος πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό ASPEN PLUS. Η τεχνολογία Chemical Looping Combustion αποτελεί έναν πολλά υποσχόμενο τρόπο για παραγωγή θερμικής ενέργειας, καθώς περιλαμβάνει την ταυτόχρονη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα που παράγεται (CO2), αποφεύγοντας έτσι τις οικονομικές και ενεργειακές καταναλώσεις που συνοδεύουν τις υπόλοιπες υπάρχουσες τεχνολογίες δέσμευσης του CO2. Η αξία αυτής της διπλωματικής εργασίας έγκειται στον συνδυασμό της τεχνολογίας CLC με τη χρήση των αστικών απορριμμάτων ως καύσιμο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω ενός κυκλώματος νερού-ατμού, καθώς και στη μελέτη του τρόπου αποθήκευσης ή χρήσης του CO2 που παράγεται κατά την καύση. Τα στερεά απορρίμματα αποτελούν ένα ‘αναγκαίο κακό’ στην σύγχρονη υπερκαταναλωτική κοινωνία, αλλά και μία πηγή ενέργειας, η οποία μέχρι στιγμής έχει παραμείνει ουσιαστικά ανεκμετάλλευτη ιδιαίτερα στη χώρα μας, παρά τα κάποια εργοστάσια εκμετάλλευσης της στον Δυτικό Κόσμο. Για τον λόγο αυτό, στο πλαίσιο αυτής της εργασίας σχεδιάστηκε και μελετήθηκε μία μονάδα CLC ισχύος 50MWth, η οποία αξιοποιεί το ενεργειακό περιεχόμενο των στερεών αποβλήτων καίγοντας τα σε ειδικό αντιδραστήρα. Από την καύση αυτή, παράγονται θερμά αέρια ρεύματα, η θερμότητα των οποίων ανακτάται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα κύκλωμα νερού-ατμού. Στη συνέχεια, το ένα από τα δύο ρεύματα καυσαερίων, αποτελούμενο κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα, υφίσταται συνεχείς συμπιέσεις και συμπυκνώσεις ώστε να έρθει στις κατάλληλες συνθήκες για την αποθήκευση ή επαναχρησιμοποίησή του. Η χρήση στερεών καυσίμων στην τεχνολογία CLC έχει αναπτυχθεί ευρέως τις τελευταίες δύο δεκαετίες, με τα κύρια καύσιμα που χρησιμοποιούνται να είναι ο άνθρακας και η βιομάζα σε μικρότερο βαθμό. Η χρήση απορριμμάτων σε εφαρμογές CLC δεν έχει μελετηθεί ακόμα ιδιαίτερα, με αποτέλεσμα να υπάρχουν κάποια κενά στη βιβλιογραφία, τα οποία όμως καλύφθηκαν θεωρώντας την παραδοχή ότι εξαιτίας του βιογενούς τους περιεχομένου, θα προσομοιάζουν τη βιομάζα σε κάποιες χημικές αντιδράσεις. Από τις υπολογιστικές προσομοιώσεις που πραγματοποιήθηκαν, προέκυψε το συμπέρασμα ότι ένα τέτοιο σύστημα παραγωγής ενέργειας σε συνδυασμό με μετέπειτα δέσμευση του παραγόμενου διοξειδίου του άνθρακα, μπορεί να σημειώσει αξιοσημείωτους βαθμούς απόδοσης, της τάξης του 25%. Το σημαντικό πλεονέκτημα αυτού του συστήματος είναι ότι εκμεταλλεύεται μία πηγή ενέργειας, άλλοτε θεωρούμενη ως περιβαλλοντικό πρόβλημα, ενώ ταυτόχρονα πετυχαίνει πολύ μικρές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, της τάξης του 0.5 kg/MWhel.	el
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	107 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false