11697

11697

بررسي فرايند گازسازي زائدات و ضايعات كشاورزي

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي

مهر 1391

مهر 1391

دكتر حجت قاسمي

چكيده در اين مطالعه با توجه به پتانسيل بالاي زيست¬توده¬هاي كشاورزي در كشور به گازسازي اين منابع پاك و پايدار انرژي پرداخته شده است. پس از مرور گسترده بر ادبيات اين موضوع، مشخص گرديد كه از ميان راكتورهاي شيميايي، راكتور بستر سيال¬شده مناسب¬ترين گزينه براي گازسازي زيست¬توده مي¬باشد. از اين رو مطالعه¬ي حاضر بر روي گازسازي زيست¬توده در راكتورهاي بستر سيال¬شده تمركز داشته است. براي به دست آوردن شناختي اوليه از فرايند، ابتدا مدل تعادلي بر اساس كمينه كردن انرژي آزاد گيبس براي فرايند توسعه داده شد. نتايج اين مدل با استفاده از اصلاحاتي، كه براي در نظر گرفتن كربن تبديل¬نشده و تار در محصولات و اتلاف حرارت از گازساز اعمال شدند، با نتايج تجربي تطابق قابل قبولي پيدا كردند. سپس با استفاده از اين مدل مطالعه¬اي پارامتريك بر روي فرايند انجام گرفت و مشاهده شد كه در نسبت تعادلي 25/0 عمل¬كرد گازساز بهينه مي¬باشد. هم¬چنين مشاهده شد كه افزايش دما اثري مطلوب بر روي گازسازي داشته در حالي كه افزايش رطوبت سوخت به كاهش بازده گازسازي مي¬انجامد. در اين قسمت هم¬چنين اثر نوع سوخت، نسبت هم¬ارزي و غني كردن هوا با اكسيژن مورد بررسي قرار گرفت. سپس مدلي عددي بر مبناي تئوري سياليت دو فازي براي گازسازي توسعه داده شد. در اين مدل فرض شد كه در بستر دو فاز حباب (با ذرات بسيار كم) و امولسيون (با بيش¬تر ذرات) وجود داشته و با هم تبادل جرم و انرژي دارند. مدل توسعه داده شده با توجه به يكنواختي دما در بستر سيال¬شده، دما ثابت مي¬باشد. نتايج اين مدل تطابق بسيار بهتري با نتايج تجربي نسبت به مدل تعادلي از خود نشان داد. هم¬چنين اين مدل قابليت تخمين پروفيل غلظت اجزاي گاز در راستاي طول راكتور را دارد. در مطالعه¬ي پارامتريك انجام گرفته توسط اين مدل نيز عمل¬كرد بهينه گازساز در نسبت هم¬ارزي 25/0 به دست آمد. اثر ارتفاع بستر، دما و افزودن بخار به عامل گازكننده از جمله پارامترهاي مورد مطالعه بودند. در پايان با توجه به نتايج مدل¬هاي توسعه داده شده و مطالب موجود در ادبيات نمونه¬اي آزمايشگاهي از اين نوع گازساز طراحي شد. اين نمونه آزمايشگاهي داراي قطر cm 14 و ارتفاع cm150 مي¬باشد. هم¬چنين ارتفاع بستر در اين نمونه cm 30 در نظر گرفته شد. براي سيستم تغذيه از يك تغديه¬كن پيچي با چهار دندانه و قطر cm 4 استفاده مي¬گردد. واژه‌هاي كليدي: گازسازي، زيست¬توده، بستر سيال¬شده، مدل¬سازي، طراحي