Μελέτη συστήματος φυσικοχημικής και ενζυμικής συγκράτησης αέριων εκπομπών πλούσιων σε CO2

Μπουλαμάτσης, Κωνσταντίνος; Boulamatsis, Konstantinos

dc.contributor.author	Μπουλαμάτσης, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Boulamatsis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2025-01-28T11:29:57Z
dc.date.available	2025-01-28T11:29:57Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60990
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28686
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	Φαινόμενο του θερμοκηπίου	el
dc.subject	Δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα	el
dc.subject	Πλυντρίδα	el
dc.subject	Κλιματική αλλαγή	el
dc.subject	Καινοτομία	el
dc.title	Μελέτη συστήματος φυσικοχημικής και ενζυμικής συγκράτησης αέριων εκπομπών πλούσιων σε CO2	el
dc.title	Study of a physicochemical and enzymatic capture system for CO2-rich air emissions	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημική Μηχανική	el
heal.classification	Περιβάλλον	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-09-26
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώθηκε στη μελέτη ενός συστήματος, δέσμευσης αέριων εκπομπών CO2 εργαστηριακής κλίμακας. Η έρευνα διεξήχθη στο πλαίσιο των περιβαλλοντικών προκλήσεων που αφορούν την κλιματική αλλαγή και τις αυξανόμενες ανάγκες για μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Αρχικά, εξετάστηκε η δέσμευση CO2 με φυσικοχημική μέθοδο και στη συνέχεια μελετήθηκε η εφαρμογή ενζυμικών καταλυτών, όπως η καρβονική ανυδράση (CA). Πραγματοποιήθηκαν πειράματα σε διάταξη τροποποιημένης πλυντρίδας αερίων, όπου εξετάστηκε η επίδραση διαφόρων λειτουργικών παραμέτρων όπως του λόγου υγρό/αέριο (L/G), του ρυθμού ανακυκλοφορίας, της χρήσης πληρωτικού υλικού και της καταλυτικής δράσης της καρβονικής ανυδράσης στη δέσμευση CO2. Χρησιμοποιήθηκαν διαλύματα NH3/NH4Cl και K2CO3 με στόχο την εύρεση των βέλτιστων συνθηκών δέσμευσης CO2. Επιπλέον, υπό το πρίσμα της κυκλικής οικονομίας, διερευνήθηκε και η αξιοποίηση του υγρού χωνεύματος, ως δευτερογενές προϊόν της αναερόβιας χώνευσης κατά τη δέσμευση του CO2. Από τα πειράματα διαπιστώθηκε ότι η χρήση του πληρωτικού υλικού δεν είχε σημαντική επίδραση στην απόδοση των διαλυμάτων NH3/NH4Cl. Ωστόσο, η δέσμευση CO2, στα διαλύματα αυτά, βελτιώθηκε με την αύξηση του λόγου L/G, με την απόδοση δέσμευσης του CO2 να φτάνει το 91.49% για λόγο L/G 38.89 ( L m3 ). Επίσης, η χρήση του αναερόβιου χωνεύματος ως διάλυμα δέσμευσης δεν παρουσίασε ικανοποιητική ικανότητα δέσμευσης CO2 με αποδόσεις που κυμάνθηκαν από 13.93% έως 18.98%. Αντίστοιχα αποτελέσματα παρατηρήθηκαν και για τα διαλύματα K2CO3 (1.45M), όπου η απόδοση δέσμευσης CO2 αυξήθηκε συναρτήσει του λόγου L/G στα απορροφητικά διαλύματα (με μέγιστη απόδοση 71.54% για L/G 16.67 ( L m3 )). Επιπλέον, όταν χρησιμοποιήθηκε το χώνευμα, η απόδοση δέσμευσης δεν επηρεάστηκε από τον λόγο L/G. Παρόλα αυτά, η χρήση του χωνεύματος σε συνδυασμό με αμμωνιακά αλλά και με ανθρακικά διαλύματα βελτίωσε σημαντικά την απόδοση της δέσμευσης CO2 σε σχέση με τα αντίστοιχα υδατικά διαλύματα (μέγιστη απόδοση δέσμευσης με χρήση χωνεύματος για NH3/NH4Cl 92.02% και για K2CO3 (1.45M) 99.16%). Διαπιστώθηκε επιπλέον ότι η απόδοση δέσμευσης CO2 μειώνεται συναρτήσει του χρόνου παραμονής, αλλά και ότι ο ρυθμός ανακυκλοφορίας του υγρού δεν επηρεάζει την απόδοση. Από την άλλη, η χρήση καρβονικής ανυδράσης αύξησε την απόδοση της δέσμευσης CO2 και επιτάχυνε σημαντικά τον ρυθμό απορρόφησης στα διαλύματα K2CO3 (1.45Μ), με βελτιωμένες αποδόσεις (99.54% και 98.24%) όταν η συγκέντρωση του ενζύμου ήταν 50 mg/L και 100 mg/L αντίστοιχα. Αξίζει να τονιστεί ότι ο συνδυασμός τόσο του αναερόβιου χωνευμένου υπολείμματος όσο και της CA σε αυτή την πειραματική διάταξη παρέχει την υψηλότερη απόδοση (99.61%) και ταυτόχρονα τον μεγαλύτερο ρυθμό στην κινητική της αντίδρασης. Όσον αφορά την ενεργότητα του ενζύμου, αυτή μειώθηκε σχεδόν στο μισό (από 0.4-0.8U/mL σε 0.25-0.35U/mL) με το πέρας της εκάστοτε πειραματικής δοκιμής. Συνολικά, η δέσμευση CO2 κατέστη εφικτή με φυσικοχημικό τρόπο δέσμευσης και μπορεί να επιταχυνθεί σημαντικά με τη χρήση καρβονικής ανυδράσης. Τα αποτελέσματα της εργασίας αυτής δύναται να συμβάλλουν σημαντικά στη βελτίωση των διεργασιών δέσμευσης CO2, αναδεικνύοντας νέες κατευθύνσεις για μελλοντική έρευνα. Πιο συγκεκριμένα, θα ήταν χρήσιμη περαιτέρω βελτιστοποίηση της ενζυμικής διεργασίας καθώς και η οικονομοτεχνική μελέτη και μελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων του συνολικού εγχειρήματος.	el
heal.advisorName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Μπαραμπούτη, Έλλη - Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Τσακανίκας, Άγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	176 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false