مدلسازي و بهينه سازي سيكل توليد انرژي در يك تصفيه خانه فاضلاب شهري

كارشناسي ارشد

امروزه توليد انرژي از دايجستيت حاصل از هضم بي¬هوازي لجن فاضلاب شهري كه حاوي بيش از 50 درصد از محتوي انرژي لجن مي¬باشد بسيار مورد توجه محققين قرار گرفته است. از طرفي دفن و يا كنترل حجم بالاي اين دايجستيت بسيار هزينه¬بر بوده و داراي آلودگي¬هايي خطرناك براي خاك و محيط زيست مي¬باشد. بنابراين، در اين پايان نامه، گازسازي دايجستيت خروجي از هاضم¬هاي بيهوازي تصفيه¬خانه جنوب تهران در ايران به عنوان يك زيست¬توده بسيار مرطوب، به منظور توليد انرژي و كنترل آلايندگي¬هاي ناشي از آن، مدلسازي و تحليل مي¬گردد. تفاوت در ميزان مجاز رطوبت خوراك ورودي به هر گازساز، به عنوان معياري براي انتخاب فناوري، تاكنون مورد بررسي قرار نگرفته است. بنابراين، دو گازساز متداول پايين¬سو و بالاسو و همچنين فناوري نوظهور گازساز فوق¬بحراني آب، براي اين تحليل انتخاب شدند. براي داشتن يك مقايسه منطقي، به ازاي نرخ جرمي و مشخصات يكسان دايجستيت ورودي به هر گازساز، مناسب¬ترين شرايط عملكردي هر كدام از آن¬ها، در محدوده¬هاي رايج كاري خود بدست آمد. همچنين قبل از هر كدام از گازسازهاي پايين¬سو و بالاسو، يك خشك¬كن اضافه گرديد و مصرف انرژي آن نيز در محاسبات منظور شد. بعد از تعيين اندازه هر سيستم، يك مدل اقتصادي براي محاسبه¬ هزينه تراز شده توليد يك گيگاژول گاز سنتز پاك توسط سيستم¬هاي مذكور ايجاد گرديد. با مقايسه نتايج حاصل از مدلسازي عملكرد سيستم¬ها براي مطالعه موردي اين تحقيق، مشاهده مي¬شود كه به ازاي 5 تن در روز دايجستيت ورودي، سيستم گازساز فوق بحراني آب داراي بيشترين بازده كلي به ميزان 6/22 درصد بوده و بعد از آن به ترتيب، سيستم¬هاي خشك-كن-گازساز بالا¬سو و خشك¬كن-گازساز پايين¬سو با مقادير 1/15 و 7/13 درصد قرار مي¬گيرند. با اين وجود، هزينه تراز شده توليد يك گيگاژول گاز سنتز پاك براي سيستم¬ خشك¬كن-گازساز پايين¬سو داراي كمترين مقدار به ميزان $/GJ 68 بوده و بعد از آن به ترتيب سيستم گازساز فوق بحراني آب و سيستم خشك¬كن-گازساز بالا¬سو با مقادير $/GJ 83 و $/GJ 86 قرار مي¬گيرند. با وجود اينكه در سيستم خشك¬كن-گازساز پايين¬سو بازده كلي كمتر است ولي با در نظر گرفتن ديدگاه فني-اقتصادي استفاده از اين سيستم براي خوراك بسيار مرطوب (75 درصد) دايجستيت، مطلوب¬تر است. همچنين آناليز حساسيت، بيانگر تاثير قابل ملاحظه قيمت مبدل¬هاي حرارتي در سيستم گازساز فوق بحراني آب و قيمت خشك¬كن در سيستم¬هاي خشك¬كن-گازساز بالا¬سو و خشك¬كن-گازساز پايين¬سو بر تغييرات مقدار هزينه تراز شده توليد يك گيگاژول گاز سنتز پاك مي¬باشد.

195645

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي - علوم حرارتي

دكتر سپهر صنايع