Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας του κ. Κωνσταντίνου Τσαμουτσόγλου

με θέμα: «Ισοζύγια μάζας και ενέργειας του καινοτομικού συστήματος ενεργειακής αξιοποίησης βιοστερεών με τη μέθοδο της αεριοποίησης»

Δευτέρα 12 Οκτωβρίου 2020, Ώρα: 12:00 Αίθουσα: tuc-gr.zoom.us/j/83905757293

 

Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας του κ. Κωνσταντίνου  Τσαμουτσόγλου

με θέμα:   «Ισοζύγια μάζας και ενέργειας του καινοτομικού συστήματος ενεργειακής αξιοποίησης βιοστερεών με τη μέθοδο της αεριοποίησης​»

Δευτέρα  12 Οκτωβρίου 2020, Ώρα: 12:00 Αίθουσα:  https://tuc-gr.zoom.us/j/83905757293?pwd=VUFHczhEMnZTQ2kvaEQ0Sm5Ya1kydz09

Εξεταστική Επιτροπή

  • Αναπληρωτής Καθηγητής, Γκίκας Πέτρος (Επιβλέπων)
  • Καθηγητής  Καλογεράκης Νικόλαος
  • Επίκουρος Καθηγητής, Στεφανάκης Αλέξανδρος
  •  

 Περίληψη:

 

Οι Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Λυμάτων (ΕΕΛ) ανάλογα με τις ανάγκες σχεδιασμού δημιουργούν άμεσες περιβαλλοντικές επιπτώσεις λόγω της χρήσης ενέργειας, της κατανάλωσης χημικών ουσιών και της πλεονάζουσας παραγωγής ιλύος. Συνεπώς, ολοένα και αυξάνεται το ενδιαφέρον για τη βελτιστοποίηση της σχέσης μεταξύ ενέργειας και ποιότητας λυμάτων και για την εύρεση καινοτόμων τεχνολογιών που έχουν ως στόχο τη μετατροπή των αποβλήτων σε ενεργειακούς πόρους.

Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αξιολόγηση της βιωσιμότητας και της ενεργειακής αυτονομίας ενός καινοτομικού συστήματος αξιοποίησης βιοστερεών με τη μέθοδο της αεριοποίησης και ο υπολογισμός ισοζυγίων μάζας και ενέργειας με γνώμονα την προστασία του περιβάλλοντος. Στην υφιστάμενη ΕΕΛ Ρεθύμνου θα εγκατασταθεί μία πιλοτική διάταξη, η οποία θα περιλαμβάνει 3 στάδια επεξεργασίας (μικροκοσκίνιση, ξήρανση, αεριοποίηση) και θα επεξεργάζεται περίπου το ένα τρίτο (5,000m3) της μέσης ημερήσιας παροχής λυμάτων της ΕΕΛ. Κατά το στάδιο της αεριοποίησης θα παράγεται το αέριο σύνθεσης (syngas), το οποίο μέσω ενός ηλεκτροκινητήρα εσωτερικής καύσης θα χρησιμοποιείται για την παραγωγή θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας. Η παραγόμενη ενέργεια αναμένεται να καλύπτει τις ενεργειακές ανάγκες της πιλοτικής διάταξης και κατά συνέπεια να προκαλέσει σημαντική μείωση των συνολικών ενεργειακών αναγκών της ΕΕΛ και κατ’ επέκταση ελάττωση των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου.

Ο προσδιορισμός των ισοζυγίων μάζας του συστήματος ενεργειακής αξιοποίησης βιοστερεών πραγματοποιήθηκε σε δύο στάδια. Το πρώτο στάδιο αφορά την ανάλυση ισοζυγίων μάζας του συστήματος μικροκοσκίνισης, ενώ στο δεύτερο στάδιο έγινε η ανάλυση των ισοζυγίων μάζας και ενέργειας των μονάδων ξήρανσης και αεριοποίησης με ταυτόχρονη παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας.

Η επίλυση των ισοζυγίων του συστήματος μικροκοσκίνισης αποσκοπούσε στην εύρεση των εκτιμώμενων απομακρύνσεων των παραμέτρων  του Βιοχημικά Απαιτούμενου Οξυγόνου των πέντε ημερών, (BOD5), του Χημικά Απαιτούμενου Οξυγόνου (COD), των Ολικών Αιωρούμενων στερεών (TSS), αλλά και στον προσδιορισμό της αναμενόμενης ποσότητας βιοστερεών που θα χρησιμοποιηθεί ως υλικό τροφοδοσίας στον αεριοποιητή. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι εκτιμώμενες συγκεντρώσεις εξόδου των TSS, BOD5, και COD από το σύστημα μικροκοσκίνισης θα κυμαίνονται μεταξύ 55-164 mgL, 290-309 mgL, και 520-558 mgL, αντίστοιχα, ενώ η παραγωγή βιοστερεών (σε ξηρή βάση) αναμένεται από 7 έως 18 kg-PSSh. Από την άλλη, η επίλυση των ισοζυγίων του δευτέρου σταδίου αποσκοπούσε στον έλεγχο της ενεργειακής αυτονομίας της μονάδας. Στην περίπτωση αυτή εξετάστηκαν δύο πιθανά σενάρια (χείριστη και βέλτιστη περίπτωση). Για το πρώτο σενάριο διαπιστώθηκε ότι η παραγόμενη ενέργεια θα καλύπτει οριακά τις ανάγκες για ξήρανση και για αυτό τον λόγο προτάθηκαν δύο εναλλακτικές λύσεις για να διασφαλιστεί η αυτονομία του συστήματος (επαναχρησιμοποίηση θερμού αέρα και κατανάλωση παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας). Ωστόσο, για το δεύτερο σενάριο η περίσσεια θερμική ενέργεια υπολογίστηκε 77 MJh και η ηλεκτρική 21.5kW, οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών των υπόλοιπων τμημάτων της μονάδας, διατηρώντας την ενεργειακή αυτονομία της.