Διερεύνηση της ενεργειακής απόδοσης συστήματος βιοδιϋλισης
βιομάζας

Καλαγασίδης, Γεώργιος; Kalagasidis, Georgios

dc.contributor.author	Καλαγασίδης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Kalagasidis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2023-01-23T08:22:08Z
dc.date.available	2023-01-23T08:22:08Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56817
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24515
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
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	Biowaste	en
dc.subject	Energy production	en
dc.subject	Energy Consumption	en
dc.subject	Energy Balance	en
dc.subject	Biorefinery	en
dc.title	Διερεύνηση της ενεργειακής απόδοσης συστήματος βιοδιϋλισης βιομάζας	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Biowaste management	en
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-14
heal.abstract	Τα βιοαπόβλητα συνιστούν το κυριότερο είδος αστικών στερεών αποβλήτων στην Ευρώπη. Ως εκ τούτου, αποτελούν σοβαρό περιβαλλοντικό, οικονομικό και κοινωνικό πρόβλημα. Πρόκειται για ένα μείζονος σημασίας ρεύμα αποβλήτων, καθώς έχει τη δυνατότητα να συνεισφέρει στην κυκλική οικονομία, αφενός περιορίζοντας την παραγωγή τους και αφετέρου παράγοντας από αυτά πλήθος προϊόντων προστιθέμενης αξίας. Η ανακύκλωση των βιοαποβλήτων θεωρείται μέτρο–κλειδί για την επίτευξη του στόχου ανακύκλωσης 65% των αστικών στερεών αποβλήτων που έχει θέσει η Ευρωπαϊκή Επιτροπή μέχρι το 2035. Τα Βιολογικά Απόβλητα (ΒΑ) ή Βιοαπόβλητα, σύμφωνα με την Οδηγία (ΕΕ) 2018/851 ορίζονται ως: «Τα βιοαποδομήσιμα απόβλητα κήπων και πάρκων, τα απόβλητα τροφίμων και μαγειρείων από σπίτια, γραφεία, εστιατόρια, χονδρεμπόριο, κυλικεία, παρόχους υπηρεσιών εστίασης και χώρους πωλήσεων λιανικής και τα συναφή απόβλητα από εγκαταστάσεις μεταποίησης τροφίμων». Η διαχείριση των ΒΑ στις σύγχρονες ευρωπαϊκές πόλεις κρίνεται ελλιπής και αυτή η αδυναμία οδηγεί σε μία πληθώρα περιβαλλοντικών. Η συνηθίστερη μέθοδος μέχρι και σήμερα είναι η διάθεση σε χώρους Υγειονομικής Ταφής, όπου η βιοαποδόμηση των αποβλήτων συντελείται ανεξέλεγκτα και το μεθάνιο που εκλύεται στην ατμόσφαιρα όχι μόνο να μην αξιοποιείται αλλά να αποτελεί έναν σημαντικό παράγοντα της κλιματικής αλλαγής. Προσπάθειες αξιοποίησης των ΒΑ πραγματοποιούνται ήδη με διάφορες μεθόδους όπως είναι η αναερόβια χώνευση και η κομποστοποίηση είτε μεμονωμένα είτε σε μονάδες Μηχανικής Βιολογικής Επεξεργασίας (ΜΒΕ). Οι μονάδες αυτές έχουν ως στόχο την ανάκτηση ανακυκλώσιμων υλικών και καυσίμων. Μόναδες όπως η προαναφερθείσα ναι μεν αποτελούν ένα βήμα προς την αξιοποίηση των ΒΑ αλλά δεν προσφέρουν μία συνολική και αποδοτική λύση. Για το σκοπό αυτό έχει σχεδιαστεί και μελετηθεί η μονάδα βιοδιΰλισης βιομάζας. Η λογική που ακολουθείτε στο βιοδιϋλιστήριο είναι η σταδιακή ανάκτηση των επιμέρους επιθυμητών συστατικών. Αρχικά, τα απόβλητα βιομάζας ξηραίνονται και αλέθονται με στόχο τη μείωση της υγρασίας και του όγκου επιτρέποντας έτσι την εύκολη αποθήκευση του υλικού, ενώ παράλληλα αυξάνεται η απόδοση των επόμενων 4/65 διεργασιών επεξεργασίας. Στη συνέχεια, το υπόστρωμα οδηγείται στη μονάδα εκχύλισης με στόχο την ανάκτηση των περιεχόμενων ελαίων. Ακολουθεί προεπεξεργασία με διάσπαση της λιγνίνης, όπου κρίνεται απαραίτητο, και στη συνέχεια η τροφοδοσία στη μονάδα παραγωγής βιοαιθανόλης όπου λαμβάνει χώρα η ταυτόχρονη σακχαροποίηση και ζύμωση των υδατανθράκων του υποστρώματος και ακολούθως η απόσταξη προς παραγωγή βιοαιθανόλης. Τέλος, τα υπολείμματα της παραγωγικής διαδικασίας οδηγούνται στη μονάδα αναερόβιας χώνευσης από την οποία παράγονται επιπλέον βιοαέριο και εδαφοβελτιωτικό. Στην παρούσα διπλωματική η μονάδα βιοδιΰλισης βιομάζας προσεγγίζεται από τη σκοπιά της ενεργειακής απόδοσης των συστημάτων που την απαρτίζουν σε συνάρτηση με τα προϊόντα προστιθέμενης αξίας που παράγονται από τη μονάδα. Αρχικά, αναλύεται η κάθε υπομονάδα με τις επί μέρους μηχανολογίκες διατάξεις της, όπως ατμολέβητας, πύργος ψύξης και κινητήρες μεταφοράς και περιστροφής. Στη συνέχεια, έχοντας ως δεδομένους τους χρόνους λειτουργίας και τις ισχύς των μηχανημάτων, προσεγγίζονται οι ενεργειακές καταναλώσεις από το κάθε υποσύστημα της κάθε διάταξης της μονάδας, ενώ παράλληλα διαχωρίζεται η καταναλισκόμενη ενέργεια σε θερμική και ηλεκτρική. Έπειτα, έχοντας ως δεδομένα τα σενάρια αξιοποίησης του κάθε διακριτού ρεύματος ΒΑ που εισέρχεται στη μονάδα, δηλαδή των διεργασιών που θα πρέπει να υποστεί και των προϊόντων που θα μπορεί να παράξει, σχεδιάστηκε ένα πρωτότυπο εργαλείο υπολογισμών με τη χρήση του λογισμικού «Excel» που δέχεται ως είσοδο τις παραπάνω πληροφορίες και έχει ως αποτέλεσμα την οπτικοποίηση του ενεργειακού ισοζυγίου μέσω διαγραμμάτων. Τέλος, εξάγονται παρατηρήσεις και προτάσεις που στοχεύουν στη βελτίωση της απόδοσης της μονάδας και στην αξιολόγηση του ρεύματος RFW.	el
heal.advisorName	Μαλαμής, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μαλαμής, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μουστάκας, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Λοϊζίδου, Μαρία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false