• شماره ركورد
    27981
  • پديد آورنده

    حسين وهمن طادي

  • عنوان
    شبيه‌سازي فرايندپيروليزضايعات چوبي بادرنظرگرفتن ديدگاه هاي مختلف تعريف واكنش هاي پيروليز
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي-طراحي فرايند
  • سال تحصيل
    1399
  • تاريخ دفاع
    1401/12/6
  • استاد راهنما
    محمد امين ثباتي
  • استاد مشاور
    حميدرضا نجفي
  • دانشكده
    مهندسي شيمي نفت و گاز
  • چكيده
    زيست‌توده يك منبع تجديدپذير ارزان‌قيمت است¬كه¬در طبيعت فراوان است توليد سوخت‌هاي جايگزين يا مواد شيميايي از زيست‌توده به كمك پيروليز يكي از راه‌هاي اميدواركننده براي كاهش وابستگي به سوخت‌هاي فسيلي است. در اين مطالعه سينتيك فرايند پيروليز چوب كاج به‌عنوان زيست‌توده و شبيه‌سازي فرايند پيروليز به كمك نرم‌افزار Aspen plus مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته است. در ابتدا پس از شرح تعدادي از مدل‌هاي سينتيكي متداول واكنش پيروليز⸲ مدل واكنش‌هاي رقابتي به دليل رايج بودن و پيش‌بيني مناسب مواد تشكيل شده به‌عنوان مدل انتخابي برگزيده شده است. استفاده از اين مدل نيازمند به‌دست‌آوردن پارامترهاي سينتيكي واكنش‌هاي هرگونه مي‌باشد كه با استفاده از¬ نتايج آناليز گرماوزن‌سنجي و روش بهينه‌سازي لونبرگ-ماركوارت براي هر واكنش اصلي اين مقادير به‌دست‌آمده است. در اين تحقيق با درنظرگرفتن عامل پيش نمايي به‌عنوان تابع متغيري از دما مدل سينتيكي انتخابي توسعه داده شد. محدوده درصد خطاي نسبي پيش‌بيني‌شده از مدل سينتيكي در اين تحقيق در دماي 600 درجه سانتي¬گراد با داده‌هاي تجربي در بازه 28/5-18/. قرار مي‌گيرد. با استفاده از فرم توسعه يافته آرنيوس محدوده درصد خطا¬ي نسبي تشكيل كسر وزني محصولات در بازه 886/1-046/0 قرار مي گيرد. در صورت عدم استفاده از اين رويكرد و ثابت در نظر گرفتن پارامترهاي سينتيكي در همه دماها⸲درصد خطا در بازه 896/31-095/0 قرار مي گيرد. مدل واكنش‌هاي رقابتي اتخاذ شده فقط توانايي پيش‌بيني ميزان توليد روغن زيستي⸲ گازهاي غير قابل‌تراكم و ذغال زيستي به‌دست‌آمده از فرايند پيروليز را دارد؛ لذا براي تكميل شبيه‌سازي فرايند با استفاده از داده‌هاي تجربي و آناليز GC-MS⸲ مواد موجود در پيروليز چوب كاج شناسايي و ميزان تشكيل هر ماده به‌عنوان تابع متغيري از دما در نظر گرفته شد تا ضمن دستيابي به اجزاي اصلي تشكيل‌دهنده محصولات در شبيه‌سازي فرايند پيروليز محدوديت دمايي نيز وجود نداشته باشد. پس از انجام مراحل مدل‌سازي واكنش‌هاي پيروليز⸲اين فرايند در نرم‌افزار Aspen plus شبيه‌سازي گرديد. در بخش شبيه‌سازي زيست‌توده پس از خشك‌شدن وارد رآكتور پيروليز مي‌گردد. در يك محاسبه¬گر به كمك نتايج حاصل از مدل‌سازي سينتيكي و برازش داده‌هاي مواد تشكيل‌دهنده محصولات نهايي، ميزان تشكيل روغن زيستي⸲گازهاي غير قابل‌تراكم، ذغال زيستي و هم چنين اجزاي تشكيل‌دهنده هر جريان در هر دماي انتخابي براي رآكتور پيروليز به‌صورت كد در بخش محاسبه‌گر فرترن نرم‌افزار Aspen plus نوشته شده است. پس از تشكيل محصولات⸲ ابتدا ذغال زيستي جدا شده، سپس روغن زيستي و گازهاي غير قابل‌تراكم توسط دو مرحله سرمايش جدا مي¬شوند. گازهاي غير قابل‌تراكم براي بهره‌وري اقتصادي و كاهش مصرف انرژي وارد يك رآكتور احتراق مي¬شوند و در انتها دماي بهينه‌ فرايند پيروليز از نظر اقتصادي براي دو حالت پيشنهادي بررسي و ارائه گرديده است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1401/12/13
  • عنوان به انگليسي
    Simulation of the pyrolysis process of wood waste considering different views about pyrolysis reactions
  • تاريخ بهره برداري
    2/25/2024 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    حسين وهمن طادي

  • چكيده به لاتين
    Biomass is an acceptable and cheap resource that is abundant in nature. Production of alternative fuels or chemicals from biomass with the help of pyrolysis is one of the progressive ways to reduce fossil fuels. In this study, the kinetics of the pyrolysis process of pine wood as biomass and simulation of the process have been investigated and eva‎luated with the help of Aspen plus software. At first, after the description of some of the common models of pyrolysis reactions, the competitive reactions model has been chosen as the chosen model due to its commonness and optimized prediction. The use of this model requires obtaining the kinetic machines of other reactions, which are obtained by using the results of calorimetric analysis and the Lunberg-Marquardt optimization method for each reaction. In this research, it was developed by considering the preview factor as a function of the selected kinetic model. The percentage range of relative error predicted from the kinetic model in this research at a temperature of 600 degrees Celsius with experimental data in the range of 18-5-28. Placed. Using the developed form of Arrhenius, the range of relative error percentage of the formation of weight fraction of products is in the range of 0.046-1.886. If this method is not used and the kinetic constant is taken into account at all temperatures, the percentage of error is in the range of 0.095-31.896. The competitive reactions model used only predicts the amount of production of bio-oil⸲ incompressible gases and biochar obtained from the pyrolysis process. To complete the simulation of the process, using experimental data and GC-MS analysis, the substances present in the pyrolysis of pine wood are identified and the amount of formation of each substance is considered as a function of temperature in order to achieve the main components of the products in the simulation of the pyrolysis process of links. . There is also a temperature. After performing the modeling steps of pyrolysis reactions, this process was simulated in Aspen plus software. In the simulation section, the biomass enters the pyrolysis reactor after drying. In a calculation using the results of kinetic modeling and fitting the data of the ingredients of the final products, the rate of formation of bio-oil, incompressible gases, bio-char and also the components of each flow in each water selected for the pyrolysis reactor in the form of code in the calculator section. Fortran is written in Aspen plus software. After the formation of the products, first the biochar is separated, then the bio-oil and incompressible gases are separated by two stages of cooling. Incompressible gases enter a combustion reactor for economic efficiency and energy consumption reduction, and at the end, the pyrolysis process is considered economically for two proposals.
  • كليدواژه هاي فارسي
    پيروليز , زيست توده , مدل سينتيكي , اسپن پلاس
  • كليدواژه هاي لاتين
    Pyrolysis , Biomass , Kinetic model , Aspen plus
  • Author
    Hossein Vahman Taadi
  • SuperVisor
    Mohammad Amin Sobati