27658

توليد انرژي از ضايعات ميوه

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي، مدلسازي شبيه سازي كنترل

1401

1401/08/30

دكتر سلمان موحدي راد

مهندسي شيمي، نفت و گاز

پيروليز به عنوان فرايندي مقرون به صرفه براي توليد انرژي از پسماند شناخته ميشود. افزايش اهميت انرژي- هاي پايدار براي جايگزيني سوختهاي فسيلي در آينده، باعث توجه روزافزون به روشهاي كمهزينه توليد انرژي از مواد بيارزش مانند ضايعات مركبات شدهاست. در اين پژوهش با استفاده از واكنشگاه ناپيوسته با قطر دروني 3.8سانتيمتر و طول 32سانتيمتر، پيروليز تفاله پرتقال تامسون شمال در حضور گاز نيتروژن انجام شد. تفاله پرتقال ابتدا در دماي 70درجه به مدت 30ساعت در آون خشك شد و ميزان رطوبت آن به كمتر از 15درصد رسيد، سپس از طريق آسياب برقي به ذرات با اندازه قطر ميانگين 200ميكرومتر تبديل شد. در فرايند پيروليز تاثير تغيير دو عامل زمان ماند و دماي پاياني پيروليز بر ميزان پراكندگي محصولات سنجيده شد و دبي گاز نيتروژن ثابت در نظر گرفته شد. هدف اين پژوهش بهينهسازي توليد انرژي حرارتي محصولات حاصل پيروليز ميباشد. آناليز گرماسنجي تفاله پرتقال نشان داد كه ميزان كربن ثابت 28.47درصد وزني، مواد فرار 34.96درصد وزني و ميزان رطوبت 4.73درصد وزني و بيشينه ارزش حرارتي آن 15.27مگاژول بر كيلوگرم ميباشد در حالي كه پس از پيروليز، آناليز گرماسنجي زغال زيستي در حالت بهينه بيشينه ارزش حرارتي محتواي كربن ثابت 91.88درصد وزني، 4.28درصد وزني مواد فرار و 3.54درصد وزني رطوبت را نشان داد. بهينهترين شرايط ارزش حرارتي زغال زيستي در زمان ماند 15دقيقه و دماي 400درجه سانتيگراد اتفاق افتاد كه در آن بازده توليد زغال زيستي 30.8درصد وزني و ميزان بيشينه ارزش حرارتي آن 33.15 مگاژول بر كيلوگرم شد. با در نظر گرفتن شرايط بهينه ميتوان با طراحي كارخانه پيروليز با ظرفيت 6250 كيلوگرم در ساعت تفاله پرتقال، ميزان 375كيلوگرم در ساعت زغال زيستي و 197كيلوگرم در ساعت روغن زيستي توليد كرد. دوره بازگشت سرمايه 2.5سال و ميزان ارزش فعلي خالص در پايان عمر طرح 4ميليون دلار ميشود. واژههاي كليدي: زغال زيستي-زيستتوده-تفاله پرتقال-بيشينه ارزش حرارتي-ارزش فعلي خالص

1401/10/13

energy production from fruit waste

11/21/2023 12:00:00 AM

Pyrolysis is known as a cost-effective process for producing energy from waste. The increasing importance of sustainable energy to replace fossil fuels in the future has caused increasing attention to low-cost methods of energy production from worthless materials such as citrus waste. In this research, using a discontinuous reactor with an inner diameter of 3.8 cm and a length of 32 cm, the pyrolysis of orange pomace from North Thomson was carried out in the presence of nitrogen gas. Orange pomace was first dried in an oven at 70 degrees for 30 hours and its moisture content reached less than 15%. Then it was converted into particles with an average diameter of 200 micrometers through an electric mill. In the pyrolysis process, the effect of changing the two factors of time and the final temperature of pyrolysis was measured on the dispersion of the products, and the flow rate of nitrogen gas was considered constant. The aim of this research is to optimize the thermal energy production of pyrolysis products. The calorimetric analysis of orange pomace showed that the amount of fixed carbon is 28.47% by weight, volatile matter is 34.96% by weight, and the moisture content is 4.73% by weight and its maximum calorific value is 15.27 MJ/kg, while after pyrolysis, the calorimetric analysis of biochar In the optimal state, the maximum calorific value of fixed carbon content showed 91.88% by weight, 4.28% by weight of volatile substances and 3.54% by weight of moisture. The most optimal conditions for the calorific value of biochar occurred at a residence time of 15 minutes and a temperature of 400 degrees Celsius, where the production efficiency of biochar was 30.8% by weight and the maximum calorific value was 33.15 megajoules/kg. Considering the optimal conditions, it is possible to produce 375 kg/hour of biochar and 197 kg/hour of bio-oil by designing a pyrolysis plant with a capacity of 6250 kg/hour. The period of payback is 2.5 years and the net present value at the end of the plan's life is 4 million dollars.. Keywords: biochar, biomass, orange pomace, maximum calorific value, net present value

زغال زيستي , زيست توده , تفاله پرتقال , بيشينه ارزش حرارتي , ارزش فعلي خالص

biochar , biomass , orange pomace , maximum calorific value , net present value

mohammadreza ghasemi

dr salman movahedi rad