مدل سازي و بهينه سازي چند هدفه سيستم مبتني بر گازسازي از زباله شهري با هدف تامين انرژي مورد نياز گلخانه صنعتي

كارشناسي ارشد

مشكلات انباشت زباله هاي شهري از يك سو و افزايش مصرف انرژي از سوي ديگر سبب تمركز پژوهش هاي اخير حوزه ي انرژي هاي نو بر روش هاي استحصال انرژي از اين منبع گرانبها شده است. در پژوهش حاضر، مدلسازي و بهينه سازي سيستم توليد همزمان توان، حرارت و گاز دي اكسيد كربن از طريق گازسازي از سوخت زباله ي شهري و سپس متان سازي براي مصرف در گلخانه ي صنعتي انجام شده است. به كمك مدلسازي سيستم پيشنهادي در محيط نرم افزار Aspen Plus و انجام آناليز حساسيت به كمك كدنويسي در محيط نرم افزار متلب، پنج متغير دماي گازسازي، فشار گازسازي، دماي متان سازي، فشار متان سازي و نسبت بخار به زيست توده، به عنوان متغيرهاي طراحي انتخاب شدند. نتايج بهينه سازي به كمك الگوريتم ژنتيك و با در نظر گرفتن دو تابع هدف بازده اگزرژي و خالص هزينه ي كنوني نشان داده است كه در نقطه ي عملكردي بهينه، مقادير پارامترهاي طراحي دماي گازسازي °C913، فشار گازسازي bar9/1، دماي متان سازي °C224، فشار متان سازي bar6/11 و STBR 48/0 به ثبت رسيده اند كه سبب بازدهي اگزرژي %11/32، سود نسبي سالانه ي $/year 718697 و دوره ي بازگشت سرمايه ي 47/4 سال مي باشند. همچنين در شرايط بهينه ي عملكردي، توان خالص خروجي ، بارحرارتي خالص و ميزان دي اكسيد كربن جذب شده توسط واحدهاي جدا سازي به ترتيب kW09/335، kW74/377 و kg/h339 حاصل شده اند كه مبين بازده الكتريكي %97/20 و بازده توليد توام %49/44 است. در نهايت با بررسي عملكرد سيستم بهينه سازي شده براي راه اندازي گلخانه ي صنعتي، مي توان از كشت كاهو با سطح زير كشت m^254132 و يا كشت گوجه با سطح زير كشت m^25280 بهره برداري نمود. در هر دو سناريو، مازاد الكتريسيته و حرارت صرف واحدهاي اداري-ساختماني حومه ي گلخانه شده و مازاد كربن دي اكسيد پس از انباشت، تحويل كارخانجات توليد نوشيدني هاي گازدار مي گردد.

193476

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكنر سپهر صنايع