شبيه سازي فرآيند پيروليز انواع مختلف چوب با در نظر گرفتن ميزان آلودگي هوا

Simulation of Different Wood Pyrolysis Considering Evaluation of Air Pollution Impact

فرآيند پيروليز يكي از روش هاي ترموشيميايي است كه در آن با تجزيه بيومس در فضاي خالي از اكسيژن محصولات بيواويل، بيوچار، گاز توليد مي شود. در سال هاي اخير، با توجه به كاهش منابع توليد انرژي در سطح جهان و آلودگي هاي ناشي از سوخت هاي فسيلي معمول، استفاده از انرژي هاي نو و تجديدپذير، جايگاه ويژهاي را بين جوامع جهاني پيدا كرده است. از اين رو، تحقيقات زيادي در راستاي اجراي اين فرآيند در ابعاد مختلف انجام شده است اما امكان مطالعه شرايط عملياتي مختلف با خوراك هاي متفاوت براي اين فرآيند در ابعاد صنعتي وجود ندارد، بنابراين اجراي طرح، شبيه سازي اين فرآيند با استفاده از نرم افزار Aspen Plus انجام مي شود تا با بررسي شرايط عملياتي بهترين و بهينه ترين حالت براي فرآيند در نظر گرفته شود. در شبيه سازي انجام شده، ابتدا ميزان رطوبت خوراك مورد استفاده تا مقدار معين كاهش داده مي شود. در مرحله بعد، بيومس به عناصر سازنده خود تجزيه مي شود. در مرحله نهايي براساس رويكرد حداقل سازي انرژي آزاد گيبس، واكنش هاي پيروليز مدلسازي مي شوند. هدف اصلي اين تحقيق، بررسي فرآيند پيروليز با توجه به ميزان توليد CH4 ،CO2 ،CO و آلاينده هاي محيطي و براساس خوراك هاي مختلف مورد استفاده است. اين شبيه سازي براساس سه نمونه چوبي كاج، صنوبر و اقاقيا بررسي شده است.

Pyrolysis process is one the thermo-chemical methods in which the biomass is decomposed in the absence of oxygen to produce bio-oil, bio-char and syn-gas. In recent years, due to the reduction of resources and pollution caused by fossil fuels, the use of new and renewable energies has become a special place among countries. Hence, research has been carried out to implement this process at various scales. But it is certainly not feasible to study different operational conditions with different feeds for this process on an industrial scale; therefore, in this study pyrolysis simulation was performed using Aspen Plus software. In simulation, at first, the amount of moisture in the feed used is reduced to a certain amount. In the next step, the biomass decomposes into its constructive elements. In the final step, based on the Gibbs free energy minimization approach, pyrolysis reactions are modeled. The main objective of this study is to investigate the pyrolysis process in terms of the production of and environmental pollutants, along with the rate of production for all feed samples used. In the simulation, three wooden samples have been used.