رفتن به محتوای اصلی
x
آنالیز فنی و اقتصادی و ارزیابی چرخه حیات پالایشگاه زیستی بر مبنای ضایعات زیتون
تاریخ دفاع
استاد

ارجمند مهرباني زين آباد

دانشکده
مهندسی شیمی

ضایعات زیتون پتانسیل بالایی برای تولید سوخت زیستی دارند، در حالی که معمولا دفن یا سوزانده می شوند و به مسائل زیست محیطی قابل توجهی منجر می شوند. این مطالعه، تجزیه و تحلیل فنی، اقتصادی و محیط زیستی تولید بیواتانول، بیوگاز، بیودیزل و لیگنین تقریبا خالص از ضایعات مختلف زیتون را تحت سناریوهای مختلف ارائه می دهد. امیدوارکننده ترین روش ها برای حذف لیگنین، پیش فرآوری با حلال آلی و حلال آلی کاتالیز شده با اسید هست. در این سناریوها خوراک شامل هسته، برگ، کنجاله، چوب و مخلوط همه ضایعات زیتون میباشد که به صورت مجزا و مخلوط تحت پنج سناریو مورد ارزیابی قرار گرفتند. سناریوهای اول تا چهارم هر یک شامل هشت زیرسناریو براساس چهار روش پیش فرآوری (اتانول، اتانول-کاتالیست، آب داغ و حالت بدون پیش فرآوری) بودند. سناریوی پنجم شامل دوازده زیرسناریو بود که علاوه بر روش های مذکور، پیش فرآوری با اسید فسفریک و تولید بیواتانول-بیوگاز- بیودیزل نیز در آن بررسی شد. در زیرسناریوهای سری اول، پس از پیش فرآوری، اتانول از طریق فرآیند هیدرولیز و تخمیر همزمان و غیرهم دما تولید گردید و پساب باقی مانده به بیوگاز تبدیل شد. در مقابل، زیرسناریوهای سری دوم تولید بیوگاز را به عنوان محصول اصلی مد نظر قرار دادند. شبیه سازی های فرآیند در محیط Aspen Plus انجام و ارزیابی های اقتصادی توسط Aspen Process Economic Analyzer انجام شدند. بالاترین قیمت معادل بنزین مربوط به زیرسناریوهای سناریوی اول (سری اول: در محدوده 09/2-93/0دلار بر لیتر) و (سری دوم: در محدوده 1- 65/0 دلار بر لیتر) بود، در حالی که کمترین مقادیر در زیرسناریوهای سناریوی پنجم (سری اول: در محدوده 78/1-41/0 دلار بر لیتر) و (سری دوم: در محدوده 91/1-1/0 دلار بر لیتر) محاسبه شدند. علاوه بر این، بالاترین هزینه های سرمایه ای و عملیاتی نیز در سری اول سناریوی پنجم (1/87 و 67/40 میلیون دلار) و سری دوم سناریوی پنجم (63/82 و 53/38 میلیون دلار) برای پیشفرآوری فسفریک اسید برآورد شدند، در حالی که کمترین هزینه ها به ترتیب مربوط به زیرسناریوهای سری اول و دوم زیرسناریوهای اول (4/33 و 98/1 میلیون دلار) و (1/26 و 53/2 میلیون دلار) برای حالت بدون پیشفرآوری بود. حالت بهینه، 160000 تن در سال مخلوط ضایعات زیتون با دوره بازگشت سرمایه حدود32/3 (سری اول) و 55/3 (سری دوم) سال برای پیشفرآوری آب داغ و بدون پیشفرآوری بود. زیرسناریوهای مربوط به تولید بیواتانول- بیوگاز- بیودیزل به صورت همزمان به دلیل کم بودن روغن کنجاله زیتون، توجیه اقتصادی نداشت. این نتایج نشان می دهند که یک پالایشگاه زیستی توانمندی تولید بیواتانول - بیوگاز و بیوگاز از ضایعات زیتون اقتصادی را دارد. نتایج ارزیابی چرخه حیات با استفاده از نرم افزار Simapro برای پنج زیرسناریوی مختلف با پیشفرآوری با اتانول و ارزیابی چهار شاخص اثرگذاری شامل سلامت انسان (DALY)، زیست بوم ها (speciesyear)، منابع (USD2013) و گرمایش جهانی (kg CO-eq) نشان می دهد که الگوی عملکرد زیرسناریوها در همه دسته های اثر تا حد زیادی سازگار و هم جهت است. در هر چهار شاخص، زیرسناریوی 1-1-3 به طور قاطع بهترین عملکرد را دارد؛ به طوری که بیشترین کاهش بار بیماری (7-10×99/1- DALY)، بیشترین کاهش آسیب به زیستبوم ها (speciesyr 10-10×91/5-)، بیشترین صرفه جویی منابع (USD2013 044/0-) و بیشترین کاهش پتانسیل گرمایش جهانی (kg CO-eq 173/0-) را به خود اختصاص داده است. در مقابل، زیرسناریوهای 1-1-2 و 1-1-4 تقریبا در تمامی شاخص ها ضعیف ترین عملکرد را نشان می دهند؛ زیرسناریوی 1-1-2 کمترین کاهش منابع و زیستبوم ها را دارد، در حالی که زیرسناریوی 1-1-4 در شاخص گرمایش جهانی بدترین وضعیت را ثبت می کند. زیرسناریوی 1-1-1 در هر چهار شاخص عملکردی متوسط دارد.

تحت نظارت وف ایرانی