جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « بیوگاز » در نشریات گروه « مکانیک »
تکرار جستجوی کلیدواژه « بیوگاز » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »-
در این مطالعه عملکرد احتراقی محفظه احتراق میکروتوربین C30 با سوخت بیوگاز با کسرهای جرمی مختلفی از CO2 مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. با فرض هندسه متناوب و واکنش دو مرحله ای سوخت و اکسید، هزینه محاسباتی کاهش یافت. برای شبیه سازی جریان درون محفظه، از معادلات سه بعدی ناویر- استوکس و مدل آشفتگی برای مدل سازی اثرات آشفتگی استفاده شده است. جریان درون محفظه احتراق با اجزای سوخت متفاوت با مدل احتراقی EDDY DISSIPATION مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. برای انجام اعتبارسنجی حل و مقایسه نتایج با نمونه ساخته شده از CH4 خالص به عنوان سوخت استفاده شد. در این مطالعه مشخص شد که در حالت دبی جرمی ثابت سوخت مصرفی، افزایش سهم CO2 در سوخت با کسر جرمی های متفاوت، به علت کاهش ارزش حرارتی ایجاد شده باعث کاهش دمای تولیدی شده و همچنین مشخص شد که استفاده از بیوگاز به صورت پیش مخلوط موجب کاهش مطلوب میزان NOx می شود. با توجه به نتایج به دست آمده، پیشنهاد می شود میزان CO2 در سوخت حداکثر 10درصد باشد، زیرا میزان دما تنها 38 کلوین کاهش پیدا کرده و میزان NOx در خروجی نیز ppm 1/4 است.
کلید واژگان: میکروتوربین, محفظه احتراق, بیوگاز, احتراق پیش مخلوط, آلاینده}In this study, the combustion performance of C30 microturbine combustion chamber with biogas fuel with different mass fractions of CO2 has been analyzed and investigated. By assuming the periodic geometry and the two-stage reaction of fuel and oxide, the computational cost was reduced. To simulate the flow inside the chamber, three-dimensional Navier-Stokes equations and the k-ε turbulence model have been used to model the effects of turbulence. The flow inside the combustion chamber with different fuel components was analyzed with the EDDY DISSIPATION combustion model. To validate the solution and compare the results with the fabricated sample, pure CH4 was used as fuel. In this study, it was found that in the case of a constant mass flow rate of the consumed fuel, increasing the share of CO2 in the fuel with different mass fractions, due to the decrease in the calorific value created, caused a decrease in the production temperature, and it was also found that the use of biogas as a premix caused a decrease The amount of NOx becomes desirable. According to the obtained results, it is suggested that the amount of CO2 in the fuel is at most 10%, because the temperature has decreased by only 38 Kelvin and the amount of NOx in the output is 1.4 ppm.
Keywords: Microturbine, Combustion Chamber, Biogas, Premixed Combustion, Pollutant} -
انتشارات مضر احتراق سوخت های فسیلی محققان را تشویق می کند تا سوخت های جایگزین مانند بیودیزل را مطالعه کنند. البته آنالیز آلایندگی مشکل اصلی برای انتخاب سوخت مناسب است. بنابراین، در این مطالعه، یک موتور دیزل دوگانه سوز برای رویکردهای ارزیابی عملکرد و چرخه حیات محیطی مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این، مخلوطی شامل بیودیزل مشتق از روغن آفتابگردان با افزودنی بیواتانول 3، 5 درصد و 7 درصد و بیوگاز خالص در کسری 50 تا 80 درصد به عنوان سوخت در فرآیند احتراق تهیه می شود. بر این اساس، در این تحقیق هشت نمونه سوخت تهیه و به همراه سوخت دیزل (به عنوان سوخت شاهد) مورد مطالعه قرار گرفته است. تمام مراحل از تولید نهاده تا احتراق نمونه های سوخت شامل استخراج روغن از دانه های آفتابگردان، تولید بیودیزل و بیواتانول و تولید گازطبیعی مشتق شده از بیوگاز خالص در ارزیابی چرخه حیات به طور جامع، به عنوان یک موضوع جذاب و ابتکاری در نظر گرفته می شود. این نمونه ها در یک موتور دوگانه سوز تحت احتراق قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که نمونه سوخت B5 و 3 درصد از افزودنی بیواتانول در عملکرد موتور و آلایندگی اگزوز بهترین ها هستند. علاوه بر این، شرایط بهتری هم در عملکرد موتور و هم در آلاینده های اگزوز در حداقل نرخ کسر گازطبیعی (50٪) به دست آمد. ارزیابی چرخه حیات جامع مزرعه تا احتراق نشان می دهد که ترکیب سازگار با محیط زیست با شاخص های عملکرد قابل قبول متعلق به B5E7 با 50% کسر گازطبیعی در بار کامل موتور است.کلید واژگان: بیواتانول, بیودیزل, بیوگاز, موتور دیزل, ارزیابی چرخه حیات}The investigation of alternative fuels, such as biodiesel, have been prompted by the detrimental emissions resulting from the combustion of fossil fuels. Undoubtedly, the primary concern in fuel selection lies in the examination of emissions. Hence, the present study aims to examine the performance and environmental life cycle assessment methodologies of a dual fuel diesel engine. Furthermore, a fuel blend is made by combining biodiesel sourced from sunflower oil with varying concentrations of bioethanol (3%, 5%, and 7%) and pure biogas, with a percentage ranging from 50% to 80%. This fuel blend is intended for use in the combustion process. In this study, a total of eight fuel samples were meticulously produced and subsequently examined, alongside diesel fuel which served as the control fuel. The entire life cycle evaluation encompasses several stages, starting with the manufacturing of inputs to the combustion of fuel samples. This includes the extraction of oil from sunflower seeds, the production of biodiesel and bioethanol, as well as the generation of natural gas produced from pure biogas. These processes are regarded as captivating and pioneering topics within the field. The provided samples underwent combustion within a dual fuel engine. The findings indicate that the B5 fuel sample, when combined with a 3% bioethanol additive, demonstrates superior engine performance and reduced exhaust emissions. Furthermore, enhanced conditions were achieved in terms of engine performance and exhaust emissions when operating at the lowest rate of natural gas fractionation, which was 50%. The findings of a thorough life cycle evaluation, which examines the entire process from farm to combustion, indicate that the blend B5E7, consisting of 50% natural gas portion at maximum engine load, demonstrates both environmental friendliness and appropriate performance characteristics.Keywords: Life Cycle Assessment, Bioethanol, Biodiesel, Biogas, Diesel Engine}
-
با افزایش مصرف انرژی و تولید ضایعات ناشی از فعالیتهای انسانی، هضم بی هوازی، فناوری که زباله ها را به انرژی زیستی تبدیل میکند، بیش از پیش در جهان مورد توجه قرار گرفته است. بیوگاز انرژی ای تجدید پذیر، پاک و نسبتا بالغ است، اما هنوز هم بیشتر نیروگاههای تجاری بیوگاز نیازمند مشوقهای مالی فراوانی هستند. علاوه بر این کمبود مواد قابل هضم بسیار ارزان محلی باعث کاهش بهره وری بیوگاز، بویژه برای نیروگاههای بزرگ بیوگازی (بزرگ تر از 1 مگاوات) میشود. بنابراین نوآوریهایی که بتواند هزینه بهرهوری و مقرون به صرفه بودن منابع فنآوری انرژی بیوگاز را بهبود بخشد، مورد نیاز است. در طی چند سال گذشته تعدادی از فرآیندهای بالقوه نوآورانه برای تکنولوژی بیوگاز پیشنهاد و مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال، اکثر این مفاهیم نوین بر روی توسعه تکنولوژی تاثیر کمی داشته است. بنابراین مرور گزارش هایی که مرتبا مقایسه، تحلیل و ارزیابی مناسب بودن این روش های در حال ظهور را با تاکید بر برتری تکنولوژیکی و پتانسیل تجاری سازی واقعی انجام میدهد مورد نیاز است. در این مقاله آخرین نوآوریها، اختراعات و مقالههایی در رابطه با تولید بیوگاز بررسی شده است و سعی شده تا حدی روشهای انتخاب شده تحلیل شود و محدودیت ها و دورنمای آنها بررسی شود. همچنین با مشخص کردن نیازهای تحقیقاتی آینده ایدههایی را برای نوآوریهای جدید ارایه دهد.کلید واژگان: بیوگاز, انرژیهای تجدید پذیر, تولید بیوگاز, نانو ذرات}With the increase in energy consumption and wastes generation due to human activities, anaerobic digestion (AD), a technology which turns wastes into bio-energy, is receiving more and more attention in the world. Biogas is renewable, clean and relatively mature energy, but most biogas commercial plants still need significant financial incentives. In addition, a shortage of locally available, cheaper and digestible materials reduces biogas productivity, especially for large biogas plants (larger than 1 MWat). Therefore, innovations that can improve the cost and efficiency of biogas energy technology resources are needed. Over the past few years, a number of potentially innovative processes for biogas technology have been proposed and explored. However, most of these new concepts have had little impact on technology development. Therefore, it is necessary to review the reports that compare, analyze and evaluate the appropriateness of these methods and the technological superiority and real commercialization potential. This article reviews the latest innovations and articles related to biogas production. It also provides ideas for new innovations by identifying future research needs.Keywords: Biogas, Renewable Energy, Biogas production, Nanoparticles}
-
در این مطالعه، یک سیستم تولید چندگانه بر پایه سوخت بیوگاز ارائه شده است. به این منظور ابتدا عملکرد سیستم از دیدگاه قانون اول ترمودینامیک شبیه سازی شده و در ادامه به منظور مشخص کردن کارآیی هر زیر سیستم و میزان تلفات و هدررفت انرژی، عملکرد سیستم از دیدگاه قانون دوم مورد بررسی قرار گرفته و همچنین آنالیز اقتصادی اگزرژواکونومویک به کار رفته است. در ادامه به منظور نشان دادن تاثیر استفاده از موتور استرلینگ، عملکرد سیستم در دو حالت مختلف با موتور استرلینگ و بدون آن بررسی شده و در نهایت مطالعه پارامتری جامعی به منظور پی بردن به رفتار معیارهای عملکردی سیستم با پارامتر های طراحی انجام شده است. نتایج نشان می دهد که سیستم ارائه شده در زمان کار با موتور استرلینگ، به ترتیب توانایی تولید kW986، kW 137/5، 8/39 و kg/h 2/96 توان الکتریکی، سرمایش، آب شیرین و هیدروژن خالص را دارد و در این حالت بازده انرژی و اگزرژی سیستم نسبت به حالت بدون موتور استرلینگ حدود 2/96% و 7/89% بهبود یافته به ترتیب برابر با 37/3% و 32/08% محاسبه شده اند. همچنین در این حالت هزینه تولید محصولات سیستم برابر با kWh 0/1086 / $است، که در حالت بدون موتور استرلینگ برابر با kWh0/0998 / $بوده و چیزی در حدود 8/1% کاهش یافته است.کلید واژگان: توربین گاز, بیوگاز, بازیافت حرارتی, تولید چندگانه, موتور استرلینگ}This paper presents a novel multi-generation system based on biogas fuel for simultaneous production of goods such as electricity, cooling, freshwater, and hydrogen using smart heat recovery of combustion gases. The performance of the proposed system is investigated in terms of the first and second laws of thermodynamics. Also, to acquire a comprehensive evaluation of operation costs, an exergoeconomic analysis has been performed. Furthermore, a comprehensive parametric study has been conducted to understand the behavior of the system performance parameters with the design parameters. In the following, to show the superiority of using a Stirling engine, the investigation of the present study is performed under two different scenarios. The proposed system could produce 986 kW, 137.5 kW, 8.39 m3/h, and 2.96 kg/h, net output electricity, cooling load, distilled water, and hydrogen while working with the Stirling engine. In this case, the energy and exergy efficiencies of the proposed system are obtained at 37.3% and 32.08%, which are improved by about 2.96% and 7.89%, respectively. In terms of cost metrics, the total unit cost of the products is about 0.1086$/kWh which has increased by 8.1% compared to the non-sterling engine mode.Keywords: Gas Turbine, Biogas, West Heat Recovery, Multi-Generation, Stirling Engine}
-
توسعه اقتصادی جهانی مستلزم افزایش تقاضا برای استفاده از آب به منظور اهداف مختلف است. تصفیه فاضلاب در این فرایندها منجر به افزایش حجم لجن فاضلاب میشود. با اینحال، مقدار قابل توجهی از انرژی تجدیدپذیر را میتوان از لجن حاصل از تصفیه فاضلاب بازیابی کرد. زیستتوده، از جمله منابع انرژی است که پتانسیل جایگزینی مداوم برای سوختهای فسیلی را دارد که بخش قابل توجهی از آن از فاضلابهای شهری و صنعتی تشکیل میشود. هضم بیهوازی بهعنوان یک استراتژی برای تولید انرژی و بیوگاز، از زباله و فاضلاب شهری به کار میرود. در این مطالعه پتانسیل استحصال انرژی از فاضلاب تصفیهخانههای شهرستان خرمآباد با استفاده از دادههای اولیه (شامل BOD) در مورد عملکرد تصفیه فاضلاب طی یک دوره یکساله (1400) بررسی و ارزیابی شده است. نتایج نشان میدهد به طور سالیانه با استفاده از روش هضم بیهوازی میتوان 2261728 مترمکعب بیوگاز تولید کرد. با استفاده از سیستم تولید همزمان برق و حرارت میتوان 24879008 مگاوات انرژی حرارتی و 476.34 کیلوواتساعت انرژی الکتریکی تولید کرد. همچنین، ارزیابی اقتصادی سیستم نشان میدهد هزینههای سالانه سرمایهگذاری و هزینه های عملیاتی به ترتیب 103251697000 و 14620633 ریال خواهد بود. در مقابل تصفیهخانه قادر است تا با صرفهجویی مصرف گاز طبیعی، فروش کود تولید شده و فروش برق تولیدی به شبکه به طور سالیانه 44689938600 ریال درآمد کسب کند. نرخ بازگشت سرمایه اقتصادی برای اجرای این طرح 3 سال و 6 ماه محاسبه شده است. اجرای این طرح علاوه بر توجیهپذیری اقتصادی قادر خواهد بود تا از انتشارت گازهای گلخانهای به طور قابل توجهی جلوگیری کند.
کلید واژگان: بیوگاز, توسعه پایدار انرژی, فاضلاب شهری, مدیریت پسماند, هضم بی هوازی}Global economic development requires increasing water demand for various purposes. Wastewater treatment in these processes leads to an increase in the volume of sewage sludge. However, a significant amount of renewable energy can be recovered from sludge from wastewater treatment. Biomass is one of the energy sources that has the potential of sustainable replacement for fossil fuels, a significant part of which consists of municipal and industrial wastewater. Anaerobic digestion is used as a strategy to generate energy and biogas from municipal waste and sewage. In this study, the energy production potential of wastewater treatment plants in Khorramabad city has been investigated and evaluated using preliminary data (including BOD) on wastewater treatment performance over one year (2021). The results show that annually 2261728 cubic meters of biogas can be produced using the anaerobic digestion method. Using the combined heat and power system can generate 24879008 MW of thermal energy and 476.34 kWh of electricity. Also, the economic evaluation of the system shows that the annual investment costs and operating costs will be 103251697000 and 14620633 Rials, respectively. On the other hand, the refinery can save 44689938600 Rials annually by saving natural gas consumption, selling fertilizer produced, and selling electricity generated to the network. The rate of return on economic capital for implementing this plan is calculated for 3 years and 6 months. In addition to economic justification, implementing this plan will be able to prevent greenhouse gas emissions significantly.
Keywords: Anaerobic digestion, Biogas, Municipal Wastewater, Sustainable Energy Development, waste management} -
افزایش روزافزون مصرف انرژی، باعث به کارگیری منابع انرژی تجدید پذیر به منظور کاهش آلودگی های زیست محیطی و جلوگیری از گرمایش زمین شده است. کار حاضر باهدف ارایه و بررسی یک چرخه ترکیبی جدید بر اساس توربین گازی با سوخت بیوگاز انجام شده و با توجه به دمای بالای خروجی از توربین گاز، یک چرخه رانکین بخار مجهز به آبگرمکن تغذیه باز و ژنراتور ترموالکتریک به عنوان چرخه زیرین با آن ترکیب شده است. سیستم موردنظر بر اساس متغیرهای نسبت تراکم کمپرسور هوا و بازده دمای پیش گرمکن موردبررسی قرارگرفته و از دیدگاه ترمودینامیکی و ترمواکونومیک تحلیل شده است. همچنین سیستم موردنظر با استفاده از الگوریتم ژنتیک موجود در نرم افزار EES، بهینه سازی تک هدفه و چندهدفه شده است. نتایج نشان داد، راندمان های حرارتی و اگزرژی در حالت پایه به ترتیب برابر 44.58 و 42.38 درصد و در حالت بهینه ترمواکونومیک به ترتیب 49.45 و 47.01 درصد هستند. علاوه بر این هزینه تراز شده الکتریسیته در حالت بهینه چندهدفه 17.5 دلار بر گیگاژول محاسبه شد که نسبت به حالت پایه 5.10 درصد کاهش می یابد.کلید واژگان: توربین گاز, بیوگاز, تحلیل ترمواکونومیک, بهینهسازی, الگوریتم ژنتیک, اگزرژی}Increasing energy consumption has led to the use of renewable energy sources to reduce environmental pollution and prevent global warming. The present work has been carried out with the aim of presenting and investigating a new combined cycle based on the gas turbine with biogas fuel and due to the high outlet temperature of the gas turbine, a steam Rankine cycle equipped with open feed water heater and the thermoelectric generator has been combined with it as the bottom cycle. The system is studied based on the variables of air compressor pressure ratio and air preheater temperature efficiency and analyzed from the viewpoint of the first and second laws of thermodynamics and thermo-economics. Also, to find the best-operating conditions, the system is optimized using the genetic algorithm in EES software by employing single and multi-objective optimization. The results showed that the thermal and exergy efficiencies in the base condition are 44.58 and 42.38%, respectively, and in the optimum thermo-economic condition are 49.45 and 47.01%, respectively. In addition, the LCOE in the multi-objective optimization condition was calculated at 17.50 $/GJ, which is 5.1% lower than the baseline.Keywords: Gas turbine, Biogas, Thermoeconomic Analysis, optimization, genetic algorithm}
-
امروزه یکی از فن آوری های مناسب از نظر تولید توان و صرفه جویی در مصرف انرژی با راندمان بالا، استفاده از سیستم های تولید همزمان است که از سوخت-های تجدید پذیر به عنوان جایگزینی برای سوخت های فسیلی استفاده می شود. در این مطالعه سیستم تولید همزمان شامل توربین گازی مبتنی بر سوخت بیوگاز، چرخه رانکین آلی، آب گرم کن داخلی، واحد اسمز معکوس و الکترولایزر غشاء پروتونی می باشد. این سیستم تولید همزمان جدید از دیدگاه انرژی و اگزرژی تحلیل شده است، سپس یک مطالعه پارامتری برای نشان دادن تاثیر برخی پارامترهای کلیدی (از جمله نسبت فشار کمپرسور، فشار چگالنده، دمای تبخیرکن، دمای پیش گرمکن و دمای ورودی توربین گازی) روی پارامترهای عملکرد سیستم تولید همزمان مورد بررسی قرار گرفته است. نهایتا این سیستم نسبت به بازده حرارتی بهینه سازی شده است. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که بازده حرارتی دارای مقادیر بهینه نسبت به دمای تبخیرکن و نسبت فشار کمپرسور می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که مقادیر توان خالص تولیدی 1192 کیلووات، آب شیرین تولیدی 584/5 کیلوگرم بر ثانیه، بازده حرارتی %74/55، بازده اگزرژی %56/30، هیدروژن تولیدی 455/1 کیلوگرم بر ساعت و تخریب اگزرژی کل 2827 کیلووات می باشد.کلید واژگان: تحلیل ترمودینامیک, بیوگاز, توربین گاز, تولید هیدروژن, آب شیرین, تولید چندگانه}Nowadays, one of the suitable technologies in terms of power generation and saving energy with high efficiency is using the multigeneration systems that renewable fuels are used as an alternative to fossil fuels. In the present study, a multigeneration system including biogas fired gas turbine, Organic Rankine Cycle (ORC), domestic water heater, Reverse Osmosis (RO) unit and Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzer. The proposed multigeneration system is assessed from energy and exergy viewpoints. After that, a comprehensive parametric study is carried out to show the effects of some key parameters (including pressure ratio of compressor, condenser pressure, evaporator temperature, preheater temperature and inlet temperature of gas turbine) on main performance criteria of the multigeneration system. Finally, the multi generation system is optimized from thermal efficiency point of view. The optimization results indicate that the thermal efficiency has optimum values for evaporator temperature and pressure ratio of compressor. Also, results show that the values of generated power, produced fresh water, thermal efficiency, exergy efficiency, produced hydrogen and total exergy destruction are calculated as 1192 kW, 5.584 kg/s, 55.74%, 30.56%, 1.455 kg/hr and 2827 kW, respectively.Keywords: Thermodynamic analysis, Biogas, Gas turbine, hydrogen production, fresh water, multi-generation}
-
هضم بی هوازی (AD) می تواند روشی مناسب برای مدیریت و به دست آوردن انرژی باشد. در پژوهش حاضر، تاثیر افزودن نانوذرات روی (ZnO)، نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4) و نانوذرات اکسید کبالت (Co2O3) بر تولید بیوگاز و بیومتان حاصل از هضم بی هوازی پسماند آلی جامد شهری و کود گاوی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که استفاده از نانوذرات یا عناصر کم مصرف و ضروری با غلظت های بهینه در بستر هاضم به طور بالقوه باعث ایجاد اثراتی مثبت بر پایداری فرایند هضم، کاهش بیشتر ناخالصی ها و گازهای آلاینده موجود در بیوگاز و تولید بیوگاز بیشتر شده است. نانوذرات روی (ZnO)، به دلیل اثر سمی بودن آن روی باکتری های بی هوازی، در روزهای اول، به طور مستقیم روی سمیت باکتری های بی هوازی تاثیر گذاشت و باعث کاهش بیوگاز تولیدی شد. اما، بعد از چند روز، باکتری های بی هوازی خود را با اثر سمی بودن مواد اضافه شده سازگار کردند و قادر به زنده ماندن در چنین شرایطی بودند و درنتیجه بیوگاز تولیدی روند افزایشی پیدا کرد. فرایند هضم بی هوازی وابسته به نانوذرات است. افزایش نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4)، نانوذرات روی (ZnO) و کاهش نانوذرات اکسید کبالت (Co2O3) تاثیر مثبتی بر روی نرخ تولید بیوگاز و بازده متان داشت. بهترین غلظت نانوذرات برای نرخ تولید بیوگاز و بازده متان حداکثر، برای نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4) 20 تا 28 میلی گرم، برای نانوذرات روی (ZnO) 0.8 تا 1.5 و برای نانوذرات اکسید کبالت (Co2O3) 0.25 تا 0.35 میلی گرم است. بیشترین بیوگاز و متان تولیدی در طول فرایند هضم در همین نقاط ذکرشده به دست آمد.
کلید واژگان: نانوذرات, هضم بی هوازی, بیوگاز, پسماند آلی جامد شهری, متان, روش شناسی سطح پاسخ (RSM)}The use of organic fraction municipality solid waste (OFMSW) in the process of anesthetic digestion (AD) can be a good way to manage and extract energy. In the present study, the effect of adding ZnO nanoparticles (ZnO) nanoparticles and iron oxide nanoparticles (Fe3O4) and cobalt oxide nanoparticles (Co2O3) on the production of biomass and biomass from anaerobic digestion organic fraction municipality solid waste (OFMSW) and cattle manure (CM) reviewed and studied. The results showed that using nanoparticles with low and essential nutrients with optimal concentrations in digesters could potentially have positive effects on the stability of the digestion process, the reduction of further impurities and pollutants in the biogas, reduction of volatile fatty acids (VFA) and biogas production has been increased. Due to the toxicity of ZnO nanoparticles on bacterial bacteria in the first days, it directly affected the toxicity of bacterial bacteria and reduced the production of biogas. But after a few days, bacterial bacteria became familiar with the toxicity of added substances and were able to survive in such conditions, and increased the production of biogas. The anaerobic digestion process is highly dependent on nanoparticles. Increasing the iron oxide nanoparticles (Fe3O4) and ZnO nanoparticles (ZnO) and reducing the cobalt oxide nanoparticles (Co2O3) have a positive effect on the biogas production rate and methane yield. The best concentration of nanoparticles for the biogas production rate and maximum methane yields are 20-28 milligrams of iron oxide nanoparticles (Fe3O4) for zinc (ZnO) 0.8 to 1.5 nanoparticles and 0.25 to 0.35 milligrams for cobalt oxide nanoparticles (Co2O3). Most produced biogas and methane were obtained during the digestion process at the points mentioned..
Keywords: Nanoparticles, anaerobic digestion, Biogas, organic fraction municipality solid waste, Methane, Response sesurface methodology} -
در دهه اخیر، سیستم های تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر در دسترس به عنوان یک گزینه مناسب جهت تامین نیازهای انرژی مناطق روستایی دور افتاده مطرح شده اند. این تحقیق، به مطالعات امکان سنجی توسعه سیستم های تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر در دسترس برای مناطق روستایی ایران واقع در اقلیم سرد و خشک کوهستانی (شامل سامانه های مبتنی بر انرژی خورشیدی و منابع زیست توده حاصل از کودهای دامی) می پردازد. منطقه روستایی مورد مطالعه در الموت شرقی استان قزوین واقع شده و شامل سه روستای سردسیر و سخت گذر پیج بن، نرملات و دینه رود است. سه سناریو برای تامین انرژی این منطقه روستایی ارایه و مطالعات فنی و اقتصادی آن انجام شده است. در مرحله اول، تمام گرمایش موردنیاز ساختمانی و تولید آبگرم و همچنین الکتریسیته موردنیاز با استفاده از سامانه های فتوولتاییک تامین می شود. در سناریو دوم، گرمایش و الکتریسیته از طریق سیستم بیوگاز و موتور CHP تامین گردیده است؛ و از حرارت موتور CHP جهت گرم کردن هاضم استفاده شده است. در سناریوی آخر، نیاز الکتریسیته توسط سیستم فتوولتاییک و نیازهای گرمایشی توسط بیوگاز پوشش داده شده است. در این سناریو، گرمای مورد نیاز جهت عملکرد هاضم توسط سیستم فتوولتاییک تامین می شود. در هر سناریو، حجم هاضم و تجهیزات سیستم خورشیدی محاسبه گردیده است. محاسبات فنی و اقتصادی نشان داد که سناریو دوم در نرخ های تنزیل 5%، 10% و 15% با ارزش فعلی خالص مثبت و نرخ بازده داخلی %44/24، %26/23 و %6/38 به ترتیب برای روستاهای پیج بن، نرملات و دینه رود، گزینه ای اقتصادی و بهینه ترین طرح است.
کلید واژگان: سامانه تولید انرژی, مناطق روستایی کوهستانی, محاسبات فنی و اقتصادی, فتوولتاییک, بیوگاز}In the last decade, renewable energy sources have been proposed as an appropriate alternative to meet the energy needs of remote rural areas. The present work focuses on the feasibility of locally available renewable energy production systems development (including solar systems and biomass resulted from manure dung). The studied rural area, Eastern Alamut, located in Qazvin province and consists of three cold and impassable villages of Pichebon, Narmelat and Dinheroud. In order to fulfill energy supply of the rural region, three scenarios have been presented and related techno-economic analyses have been done. Firstly, all heating (cooking and hot water are included) and electricity demands have been met solely by photovoltaic system. In the second scenario, heating and electricity have been supplied by biogas as well as CHP system. Moreover, the heat loss of CHP has been used to warm up the digester. In the last survey, the electricity need has been supplied by photovoltaic system along with covering heating demand through biogas. In this scenario, the required heat to operate digester is provided using the photovoltaic system. In each scenario, volume of digester and equipment of solar system have been calculated. The techno-economic analysis shows that the second scenario that has a positive Net Present Value in each discount rate (5%, 10% and 15%) and Internal Rate of Return is 24.24% 23.26% and 38.6% for Pichebon, Narmelat and Dinehroud villages, respectively, is as a practical design and economic option.
Keywords: Energy production system, mountainous rural areas, technical, economic calculations, Photovoltaic, Biogas} -
The purpose of the present research is to perform the energy analysis of a Combined Heat and Power (CHP) plant using a Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) system fed by biogas from a Waste Water Treatment Plant (WWTP) and a solar system. CHP is a reliable and cost-effective option for WWTPs where anaerobic digesters are equipped. Biogas produced in WWTPs can be utilized to fuel a CHP system to produce electricity and useful thermal energy using a variety of prime movers. The thermal energy produced by the CHP system can be used to meet a part of the anaerobic digestion process heat demand in the WWTP digester. In the present study, a steady-state model is developed for the fuel cell simulation and the integrated plant system. Tabriz WWTP is studied in this work. Three SOFC modules produce, in cogeneration mode, 180 kW electricity and 125 kW thermal energy. The results show that supplying a part of the digester heat demand through solar energy can save natural gas combustion in the plant.
Keywords: Solid Oxide Fuel Cell, CHP, Heat Recovery, Wastewater Treatment Plant, Biogas} -
ترکیب گازهای مختلف حاصل از تجزیه مواد آلی در شرایط بی هوازی بیوگاز نامیده می شود و از منابع تجدیدپذیر شامل پسماندهای گیاهی، کشاورزی و شهری و فاضلاب تولید می شود. هدف از تحقیق حاضر مطالعه امکان سنجی تولید بیوگاز از پساب بهداشتی در یک واحد صنعتی می باشد. در این تحقیق ابتدا خصوصیات، منابع تولید، اهمیت و مصارف بیوگاز و مدل های مختلف دستگاه های تولید بیوگاز مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. سپس محاسبات مربوط به میزان تولید بیوگاز در صنعت مورد مطالعه، بر اساس مقدار دبی پساب ورودی و خروجی و پارامترهای بیولوژیکی انجام شد و میزان بیوگاز قابل تولید مورد تحلیل قرار گرفت. در این تحلیل با توجه به دبی کم پساب ورودی در صنعت مورد مطالعه، مقدار تولید بیوگاز قابل توجه نبوده و با توجه به جدول مصارف انرژی نمی تواند پاسخگوی برق مصرفی قسمت تصفیه خانه کارخانه صنعتی مورد نظر صنعتی مورد نظر باشد و فقط پاسخگوی انرژی برق بخش روشنایی محوطه خواهد بود. هر چند از لحاظ کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، تولید کود مایع و جامد غنی شده فاقد آلودگی می تواند مد نظر قرار بگیرد. ولی در صورتی که پساب ورودی با پساب ورودی دامداری و مرغداری ها و کشتارگاه های مجاور همراه شود و به میزان حداقل 1300 مترمکعب در روز برسد، حجم بیوگاز تولیدی قابل توجه و دارای صرفه اقتصادی خواهد بود.
کلید واژگان: بیوگاز, پساب بهداشتی, متان, آلایندگی, واحد صنعتی}Biogas is the mixture of gases produced by the breakdown of organic matter in the absence of oxygen. Biogas can be produced from raw materials such as agricultural waste, manure, municipal waste, plant material, sewage, green waste or food waste. The purpose of this study was investigation the feasibility of biogas production from domestic wastewater in an industrial unit. In this research, firstly the characteristics, production sources, importance, usage and models of biogas production systems were studied. Then, the calculations related to the amount of biogas production of the mentioned industry were performed based on influent and effluent wastewater flow rate and biological tests. According to the results, because of the low flow rate of influent wastewater, the amount of produced biogas production was not considerable and it could not supply the heating/cooling demand of the industrial unit and only the electrical energy of the lighting of the area will be supplied by the energy of produced biogas. However, in terms of reducing greenhouse gas emissions, the production of liquid and solid contaminated solid fertilizers can be considered. However, if the wastewater is added to the wastewater of adjacent animal husbandry, poultry houses and slaughterhouses and the flow reaches at least 1300 m3 per day, the biogas production will be considerable and economical.
Keywords: Biogas, Domestic wastewater, Methane, Emission} -
دراین پژوهش، پارامترهای موثر در تولید بیوگاز از پسماند های غذایی به همراه کود دامی موجود در منطقه و افزودنی های ارگانیک بررسی شده است. پسماند های غذایی از رستوران دانشگاه جمع آوری و با کود دامی(گاوی) با نسبت های مختلف 1:1، 1:2، 1:3، 3:1 درمقیاس آزمایشگاهی در محدوده دمایی ترموفیلی(55-60 درجه سانتی گراد) به مدت 15روز قرار داده و حجم گاز تولیدی اندازه گیری شد. نتایج حاصل از تولید گاز نسبت 1:1 کود دامی و پسماند غذایی، بالاترین میزان گاز تجمعی با حجم 5لیتر را نشان داد. با افزودن 10 گرم افزودنی شیمیایی سیلیکا ژل و گیاه رزماری ، ،پوست گردو،پوست موز و گوجه به مخلوط فوق به ترتیب میزان گاز تجمعی با 4/24%،7/2 %،3/2 %،9/1 %، 6/ % درصد حجمی افزایش را نشان داد. در طول دوره هضم، تغییرات pHنشان داد که بالاترین میزان حجم گاز در pH خنثی تولید شد.و استفاده از پوست گردو باعث تثبیت pH در فرایند شد. همچنین با اندازه گیری خواص ترموفیزیکی(مواد جامد،مواد فرار،رطوبت، درصد خاکستر) مخلوط پسماند غذایی با کود دامی ظرفیت تولید بیوگاز 43/0 درصد برآورد شدکه نشان دهنده ظرفیت بالای پسماند غذایی برای تولید بیوگاز می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده ازراکتور پرتابل آزمایشگاهی برروی مخلوط بهینه پسماند های غذایی وکود دامی آنالیز انرژی در آن بررسی شد.کلید واژگان: پسماند غذایی, بیوگاز, افزودنی های ارگانیک, آنالیز انرژی}An experimental investigation has been done on the effective parameters on biogas extraction from the combination of food waste (FW) and cow manure and organic. Samples of FW were collected from the university restaurant and they mixed with the manure with different ratios of 1: 1, 1: 2, 1: 3, 3: 1 in a 1 liter polymeric bottles. These bottles embedded in a hot water bath at a thermophilic temperature of 55-60 ° C in a period of 15 days. The volume of biogas produced was measured. The results of gas production showed that the ratio of 1: 1 obtained the highest volume of cumulative gas ( 5 liters). Ten grams of chemical additive of silica gel and organic additives like rosemary plant, walnut shells, banana and tomato skin were added to the optimum selected ratio of digester. The produced cumulative biogas was increased 24.4%, 7.2%, 2.3%, 1.9%, 6.6% by volume respectively in compare with that of optimum based mixture. During the digestion period, PH changes showed that the highest volume of biogas was generated in neutral pH. And the use of walnut shells resulted in PH stabilization in the process. Measuring thermophysicsl properties (Total solids, volatile matter, moisture content, ash content), for the mixture of food waste and manure were shown the high capacity of food waste to convert to biogas (43%) Based on the laboratory experiments, energy analysis was performed for portable biogas reactor.Keywords: Food waste, Biogas, Organic additives, energy analysis}
-
در این مقاله، یک سیستم جدید ریفرمینگ بخارآب بیوگاز جهت تولید هیدروژن ارائه شده است. مخلوط بیوگاز شامل درصد زیادی متان و دی اکسیدکربن و مقادیر ناچیز گازهای دیگر می باشد. مدلسازی جامع ترمودینامیکی (انرژی و اگزرژی) بر روی سیستم پیشنهادی صورت گرفته است. تاثیر پارامترهای مختلف سیستم از قبیل دما و نسبت مولی دی اکسیدکربن به متان در مخلوط بیوگاز بر روی میزان تولید هیدروژن، بازده انرژی و اگزرژی کل سیستم انجام شده است. نتایج نشان دادند که با افرایش دمای واکنش ریفرمینگ بخارآب انجام شده در راکتور در یک نسبت مولی ثابت دی اکسیدکربن به متان در مخلوط بیوگاز، میزان تولید هیدروژن و بازده انرژی و اگزرژی سیستم افزایش می یابد. علاوه بر این با افزایش نسبت مولی دی اکسیدکربن به متان در مخلوط بیوگاز در دماهای بالا باعث کاهش تولید هیدروژن به ازای هر مول متان شده و در نتیجه بازده انرژی و اگزرژی کل سیستم کاهش یافته است. همچنین بیشترین بازده انرژی و اگزرژی کل سیستم در شرایطی که میزان تولید هیدروژن بیشینه است، به ترتیب برابر %52 و % 42 حاصل شده است.کلید واژگان: ریفرمینگ بخارآب, بیوگاز, تولید هیدروژن, انرژی, اگزرژی}In this paper, a novel biogas steam reforming system for producing hydrogen is presented. The mixture of biogas contains a largepercentage of Methane, Carbon Dioxide,negligible amounts of other gases. A thermodynamic comprehensive modeling (energyand exergy) was done on the suggested system. The impact of various system parameters in the mixture of biogas such as,temperature,molar ratio of carbon dioxide to methane is also done on the hydrogen production rate, energy,exergyefficiencies of the entire system. The results show that by increasing the temperature of the steam reforming reaction in reactor, in aconstant molar ratio of carbon dioxide to methane in the mixture of biogas, hydrogen production rate,energy,exergyefficiences are increased. Moreover, increasing the molar ratio of carbon dioxide to methane in the biogas combination at hightemperatures, resulted a decrease in hydrogen production per mole of methane,so the energy,exergy efficiencies of the entiresystem (decreased). As well as the most energy,exergy efficiencies of the whole in the case of hydrogen production is maximum,achieved to 52%,42%, respectively.Keywords: Steam reforming, Biogas, Hydrogen production, Energy, Exergy}
-
در این مطالعه، تولید بیوگاز از ویناس با استفاده از سه راکتور SGBR با حجم یکسان 5/6 لیتر، در سه زمان ماند هیدرولیکی (HRT) 2، 3 و 4 روز، با بارگیری روزانه مواد آلی 86002، 28667 و mgCOD/L. Day 21500 بررسی شد. به منظور تامین دمای 35 میانه راکتور از روش حمام آب، و از محلول NaOH برای بافر استفاده شد. حجم بیوگاز تولیدی با استفاده از روش جابه جایی آب اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که میزان گاز متان تولیدی در زمان ماند هیدرولیکی 4، 3 و 2 روز پس از 11، 13 و 16 روز به مقدار تقریبا ثابتی رسید. میزان گاز متان تولیدی در زمان ماند هیدرولیکی 2، 3 و 4 روز، به ترتیب، 66/6، 16/66 و LSTP/L. day 27/38 به ازای هر لیتر ویناس است. باکتری های متانوژن و اسیدوژن در pH 5/57، در هر سه زمان ماند هیدرولیکی، پس از گذشت 2 روز، به تعادل رسیدند. به طور میانگین، میزان گاز متان تولیدی نسبت به مواد جامد فرار در زمان ماند هیدرولیکی 2، 3 و 4 روز، به ترتیب 244، 345 و LCH4/kgvs 434 به دست آمد.کلید واژگان: ویناس, بیوگاز, گاز متان, زمان ماند هیدرولیکی, راکتور بستر گرانولی ثابت}In this study, the production of biogas from vinasse by using three SGBR reactors with the same volume of 5.6 liters for three hydraulic retention times (2, 3 and 4 days) and organic loading rates of 86002, 28667 and 21500 mgCOD/L.d was investigated. The water bath method was used to provide the temperature of mesophyll reactors at 35, and NaOH solution was used for buffer. The biogas volume was measured using the water displacement method. The results showed that the methane production was almost constant with HRT of 4, 3, and 2 days after 11, 13, and 16 days, respectively. Methane gas production with HRT of 2, 3, and 4 days was 6.66, 16.66 and 27.38 LCH4(STP)/L.day per liter of vinasse, respectively. For three reactors, methanogen and acidogenic bacteria were in the equilibrium state at pH 5.57 after 2 days. The amount of methane gas production per volatile solids with the HRT of 2, 3, and 4 days was 244, 345 and 434 m3CH4/gvs, respectively.Keywords: Vinasse, Biogas, Methane Gas, hydraulic retention time, Static Granular Bed Reactor}
-
محدودیت منابع سوخت فسیلی و حفظ محیط زیست، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر را دارای اهمیت نموده است. از بین انواع منابع انرژی های نو، بیوگاز قابل استحصال از لجن تصفیه خانه های فاضلاب به دلیل دائمی بودن فاضلاب بعنوان یک منبع پایدار انرژی به شمار می روند. در این تحقیق فرآیند موتور بیوگازسوز قابل اجرا در تصفیه خانه فاضلاب شهری کاشان بررسی شده است. اجرای این سیستم می تواند باعث کاهش هزینه سوخت و نیز استفاده از انرژی های نو در تولید انرژی های الکتریکی و حرارتی قابل اعتماد برای بخشی از مصارف فرآیندی شود. برای این منظور مشخصات بیوگاز تولیدی در تصفیه خانه فاضلاب شهری کاشان به عنوان نمونه مورد بررسی قرار گرفته و پس از تشریح کامل اجزای مورد نیاز جهت نصب و احداث موتور بیوگازسوز به طراحی آن جهت تولید 466 کیلووات برق و 556 کیلووات حرارت پرداخته شده است. هزینه های نصب و سرمایه گذاری لازم برای احداث دو واحد تولید همزمان حرارت و برق با بیوگاز حدود 270000 دلار برآورد شده است که با توجه به درآمدهای حاصل از فروش برق و محصولات جانبی می توان گفت طی 4 سال تمام سرمایه گذاری انجام شده برگشت داده خواهد شد. همچنین استفاده از لجن در فن آوری تولید بیوگاز باعث کاهش تولید گازهای گلخانه ای چون متان و دی اکسید کربن می گردد.کلید واژگان: بیوگاز, موتور بیوگازسوز, تصفیه خانه فاضلاب, هزینه سرمایه گذاری, گازهای گلخانه ای}Limitation of fossil fuel resources together with commitment to conservation of environments have caused the views to be focused on the use of renewable energy resources. Biogas is produced by the anaerobic decomposition of organic matter in WWTPs (wastewater treatment plants) and is considered to be a sustainable energy resource due to permanency of wastewater flow. This research focuses the process of biogas fuel engine implemented in Kashan WWTPs. This system can reduce the fuel consumption rate and use renewable energies in production of heat and electrical power reliable a part of processing consumption of WWTPs. Specifications of biogas production in Kashan WWTPs is taken as sample and the necessary elements for installation and construction of biogas fuel engine are described and then two cogeneration units are designed for producing 466 kW electricity and 556 kW heat.. Costs of installations and total capital investment required for this power plant is calculated about 270,000$, which can be returned in 4 years through sales of electricity and other by-products. Also using wastewater for producing biogas reduces greenhouse emission such as methane and carbon dioxide.Keywords: Biogas, Biogas engine, Wastewater treatment, Total capital costs, Greenhouse}
-
انرژی یکی از مهم ترین نیازهای امروزی بشر بوده که تامین آن با ابزار های صنعتی عصر حاضر، آلاینده های زیادی را همراه دارد. با توجه به این که افزایش آلودگی در جهان شکل نگران کننده ای به خود گرفته تحقیقات زیادی برای کاهش تولید آلاینده ها انجام شده است. در این تحقیق سعی شده مروری بر تحقیقات گذشته در زمینه احتراق بدون شعله صورت پذیرد و با توجه به ویژگی ها و خصوصیات روش بدون شعله نتیجه لازم برای کاهش آلاینده ها از جمله گروه اکسید های نیتروژن پیدا شود. در این راستا میزان انتشار NOX و سایر آلاینده ها در حالت های احتراق سنتی و بدون شعله با هوای پیش گرم و سوخت های مختلف از جمله سوخت متان، بیوگاز، مخلوط متان / هیدروژن و زیست توده بررسی شد. در این بررسی مشخص شد که در احتراق بدون شعله نسبت به احتراق سنتی میزان انتشار آلاینده ها بسیار کم تر و بهره وری انرژی بالا تر است.
کلید واژگان: احتراق سنتی, بدون شعله, بیوگاز, زیست توده, تشکیل آلاینده ها} -
در پژوهش حاضر، عملکرد پایای سیستم یکپارچه ی متشکل از فرایند گازی سازی زیست توده و پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای به ازای مقادیر مختلف رطوبت زیست توده و مقدار هوای ورودی عامل گازی سازی در راکتور مولد گاز به صورت عددی مورد مطالعه قرار می گیرد. فرآیند تولید گاز در قالب یک راکتور تک مرحله ای با استفاده از روش ترمودینامیکی تعادلی اصلاح شده مدل می شود. مدل ارائه شده در بخش پیل سوختی، مدلی یک بعدی با امکان کنترل دما در راستای محور پیل سوختی می باشد. مدل کامل الکتروشیمیایی در کنار معادلات بقای جرم اجزای گازی و انرژی شاکله اصلی مدل پیل سوختی را تشکیل می دهند. همچنین دو واکنش اصلاح متان به کمک بخارآب و تبدیل آب- گاز منابع تولید و مصرف اجزای گازی را در کانال سوخت تشکیل خواهندداد. مدل دو بخش اصلی سیستم به کمک نتایج آزمایشگاهی و عددی در دسترس ارزیابی شده و سپس اثر پارامترهای یادشده بر عملکرد سیستم یکپارچه تحلیل و تشریح می شوند. نتایج نشان می دهند که ارزش حرارتی پایینی بیوگاز تولیدی از هر کیلومول چوب با محتوی رطوبت 3/0، با کاهش نسبت هوای معادل و افزایش محتوی رطوبت از 1/0 تا 5/0 کاهش می یابد. طبق نتایج، افزایش محتوی رطوبت زیست توده، توان تولیدی تک سلول پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای را کاهش خواهدداد.کلید واژگان: پیل سوختی اکسید جامد, گازی سازی, زیست توده, بیوگاز}Current study aims to numerically investigate the steady state performance of integrated cycle consisting of biomass gasification process and planar type solid oxide fuel cell for different biomass moisture content and amount of air as gasification agent in the gasifier. Single stage lumped gasifier is analyzed by use of a modified thermodynamic equilibrium model, while the steady-state intermediate temperature solid oxide fuel cell model developed hear is one-dimensional which allows for monitoring of the temperature gradients along the cell length under different operating conditions. Complete electrochemical model, species mass balances and energy conservation equation beside the kinetics describing internal methane steam reforming and water-gas shift reactions organize the structure of fuel cell model. Developed model for two main parts of the integrated cycle are validated against the available experimental and numerical dates. Results indicated that the low heating value of the product syngas with 30% moisture content decreases with decreasing of the modified equivalence ratio and increasing of the biomass moisture content from 10 to 50%. Based on the obtained results, the cell electric power mitigates by increasing of the biomass moisture content.Keywords: Solid oxide fuel cell, Gasification, Biomass, Biogas}
-
در سال های اخیر روند رو به رشد مصرف انرژی حاصل از سوخت های فسیلی در جهان، بشر را با دو بحران بزرگ آلودگی محیط زیست و شتاب فزاینده در تهی نمودن منابع انرژی روبرو نموده است، از این رو حرکت به سوی تامین انرژی های پاک و تجدیدپذیر در راس برنامه های اصلی در جهان قرار گرفته است. یکی از این انرژی ها، بیوگاز می باشد. بیوگاز مخلوطی است قابل اشتعال که در اثر تخمیر مواد آلی در یک دامنه دمای معین و PH مشخص در شرایط غیرهوازی توسط میکروب ها بوجود می آید. واکنش های تخمیری در دستگاه بیوگاز شامل مجموعه ای از فعالیت های شیمیایی و بیولوژیکی دو گروه از باکتری های اسیدزا و متان زا در محفظه تخمیر است که رشد، ادامه حیات و میزان بیوگاز تولیدی آن ها به شرایط محیط تخمیر بستگی دارد. جداسازی هیدروژن سولفور، گاز کربنیک و بخارآب از بیوگاز ضرورت دارد در غیر اینصورت مقدار ناخالصی گاز متان زیاد بوده و از ارزش سوختی آن کاسته می شود. بیوگاز تولیدی، بی رنگ، بی بو و درحین سوختن بدون دود بوده و دارای ارزش حرارتی 4580 الی 5495 کیلوکالری در هر متر مکعب به ازای درجه خلوص 50 درصد الی 65 درصد متان می باشد. از بیوگاز می توان جهت مصارف گرمایی، سوخت موتورهای احتراق داخلی و واحدهای تولید برق، مواد اولیه صنایع شیمایی و تولید کود آلی استفاده نمود.
کلید واژگان: سوخت زیستی, انرژی پاک و تجدیدپذیر, بیوگاز, محیط زیست}In recent years, the growing rate of fossil fuels consumption all over the world has faced the humankind with two big crises: environment pollution and increasing rate of resource depleting. Therefore, movement towards clean and renewable energies is a top priority decision in the world. Biogas is one of these energies, which is flammable blend caused by fermentation of organic materials in a given temperature range and exact PH in anaerobe environment in presence of microbes. Fermentation reaction inside biogas production unit consists of chemical and biological activities of two groups of acid and methane-generating bacteria. Bacteria growth and survival and also the amount of biogas depend on fermentation environment condition. Separation of H2S, CO2, and steam from biogas is essential, otherwise, the gross amount of methane will be higher and then its heating value will be decreased. The biogas is a colorless and odorless gas without any smoke which has heating value of about 4580-5495 kcal/m3 for 50% to 65% purity of methane. Biogas can be utilized for thermal applications, as fuel for internal combustion engines and electricity production units and also providing raw materials for chemical industries and organic fertilizer production.Keywords: Biofuel, Clean, Renewable Energy, Environment} -
با توجه به حجم زیاد مواد زائد تولیدی و مشکلات زیست محیطی حاصل از آنها، ضرورت دارد که این مواد قبل از ورود به محیط زیست به طریق مناسبی تصفیه گردند. یکی از روش های مناسب برای تصفیه مواد آلی فسادپذیر استفاده از فرآیند هضم بیهوازی است که ضمن کاهش شدید بار آلودگی مواد زائد آلی، باعث تولید انرژی با ارزشی نیز خواهد شد. کمک به حفظ محیط زیست، بهبود بهداشت شهری و روستایی، صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی و تولید کودی غنی برای مصارف کشاورزی از مزایای مهم هضم بیهوازی است. تخمیر بی هوازی مواد زائد آلی مختلف نظیر لجن فاضلاب شهری، مواد آلی فسادپذیر زباله های شهری، فاضلابهای صنعتی با بار آلودگی زیاد همچون فاضلاب کشتارگاه های صنعتی، صنایع غذایی و لجن صنایع روغن گیری، فضولات مرغداری ها و گاوداری های بزرگ و... می تواند علاوه بر کمک در حفظ محیط زیست، مقادیر زیادی انرژی را نیز تولید نماید.
مطابق آمار ارائه شده توسط REN21 در سال2009، 66000 مگاوات نیروگاه بیوگازی وجود دارد. می توان گفت که در حال حاضر تکنولوژی های غالب در زمینه تولید انرژی از مواد زیست توده در جهان شامل روش های ترموشیمیایی و بیوشیمیایی است. روش های ترموشیمیایی مناسب برای مواد آلی دیرفساد پذیر که ظرفیت گرمایی بیشتری دارند بوده و روش های بیوشیمیایی مناسب و قابل کاربرد برای مواد آلی فساد پذیر که ظرفیت گرمایی زیادی ندارند، می باشند. همواره سعی و تلاش در طراحی هاضم های بیهوازی بر این بوده است که کارایی فرآیند هضم در این سیستم ها بالا رفته، کیفیت و کمیت گاز حاصله بهبود بخشیده شده و مایع خروجی از هاضم دارای حداقل بار آلودگی باشد.
هاضم های بی هوازی را می توان از نظر سرعت هضم به دو دسته کلی هاضم های سرعت پایین و هاضم های سرعت بالا تقسیم بندی نمود. در این مقاله انواع هاضم های بیهوازی که توانایی استحصال انرژی از مواد زیست توده را دارند، بررسی نموده و پیشنهاداتی برای استفاده از آنها جهت هضم بیهوازی در ایران را ارائه می نمائیم.کلید واژگان: انرژی, بیوگاز, هضم بیهوازی, لجن تصفیه خانه فاضلاب} -
انرژی حاصل از بیوگاز از جمله منابع تجدیدپذیری است که می تواند پاسخ گوی نیاز انرژی جوامع گوناگون باشد. امروزه معرفی بیوگاز و به کارگیری روش های نوین، سبب اقبال هرچه بیشتر مردم به این انرژی شده است. در این مقاله لزوم استفاده از بیوگاز و مشتقات آن، صرفه اقتصادی، نحوه استفاده و روش های موجود آن بیان و به توانمندی های زیست توده ای موجود در ایران اشاره شده است. همچنین با پیشنهاد طرح اجرایی در کشور، به ایده پردازی و ارائه موضوعات تحقیقی جدید برای پژوهشگران پرداخته شده است. در این مقاله، از روش های آماری و تحلیلی استفاده شده و از مشاهدات عینی، پرسشنامه ها و مصاحبه ها در روستاها و شهرهای هدف بهره گرفته شده است تا مهم ترین عوامل عدم استفاده از بیوگاز شناسایی شود و راه کارهایی چون گنجاندن رشته بیو انرژی در مقطع متوسطه و تصویب رشته های دانشگاهی آن ارائه شود. در مجموع، این راهکارها دستاوردهایی چون حل مشکل بیکاری، توانمندسازی شهرداری ها و روستاییان، افزایش امید به زندگی در روستاها و جلوگیری از مهاجرت، توسعه کشاورزی و حفظ محیط زیست را درپی خواهد داشت.
کلید واژگان: بیوگاز, راهکارهای توسعه, تامین انرژی پاک, آموزش عمومی, بیوانرژی}
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.