Анализ и оптимизация процесса пиролиза биомассы с использованием солнечной энергии
Аннотация
В данной работе на основе программного обеспечения Aspen Plus смоделирован процесс пиролиза биомассы с использованием концентрированной солнечной энергии в качестве источника тепловой энергии. Для сопоставления смоделирован традиционный процесс пиролиза биомассы с нагревом за счет сжигания части производимого в результате пиролиза био-угля. Проанализировано влияние типа пиролиза и конечной температуры пиролиза на выход продуктов пиролиза. Проведен энергетический анализ процесса пиролиза биомассы с использованием концентрированной солнечной энергии. Выполнена оценка жизненного цикла процесса пиролиза биомассы с использованием концентрированной солнечной энергии пиролиза с помощью программного обеспечения eFootprint, и проанализировано воздействие этого процесса на окружающую среду.
Целевым продуктом пиролиза биомассы является био-масло (жидкие продукты пиролиза), имеющее наибольшую добавленную стоимость. Результаты расчетов показали, что при традиционном процессе пиролиза максимальный выход био-масла составляет 52,05% (масс.) от исходной биомассы и достигается при температуре пиролиза 500°С. В процессе пиролиза с использованием концентрированной солнечной энергии максимальный выход био-масла составляет 48,21% (масс.) от исходной биомассы и достигается при температуре пиролиза 400°С. При использовании солнечной энергии за счет частичной замены источника теплоты для пиролиза и снижения температуры пиролиза в 1,71 раза снижается расход сжигаемого био-угля, что пропорционально снижает выбросы углекислого газа и воздействие на окружающую среду.
Целевым продуктом пиролиза биомассы является био-масло (жидкие продукты пиролиза), имеющее наибольшую добавленную стоимость. Результаты расчетов показали, что при традиционном процессе пиролиза максимальный выход био-масла составляет 52,05% (масс.) от исходной биомассы и достигается при температуре пиролиза 500°С. В процессе пиролиза с использованием концентрированной солнечной энергии максимальный выход био-масла составляет 48,21% (масс.) от исходной биомассы и достигается при температуре пиролиза 400°С. При использовании солнечной энергии за счет частичной замены источника теплоты для пиролиза и снижения температуры пиролиза в 1,71 раза снижается расход сжигаемого био-угля, что пропорционально снижает выбросы углекислого газа и воздействие на окружающую среду.