Akademska digitalna zbirka SLovenije - logo
ALL libraries (COBIB.SI union bibliographic/catalogue database)
  • Model MINLP za izbor optimalnega procesa za proizvodnjo bioplina iz živalske biomase [Elektronski vir]
    Drobež, Rozalija ...
    Eden izmed najbolj perečih problemov, s katerim se danes soočamo, je, kako preprečiti in zmanjšati kopičenje organskih in živalskih odpadkov. Zaradi okoljskih, ekonomskih in socialnih vidikov ti ... predstavljajo vrsto problemov. Razvoj novih tehnologij za izkoriščanje obnovljivih in alternativnih energetskih virov za proizvodnjo energije je postala zelo obetajoča disciplina za reševanje teh problemov. Proizvodnja bioplina iz organskih odpadkov in živalske biomase, kot so klavni odpadki iz živilsko predelovalne industrije in živalski gnoj iz kmetijstva, je ena izmed najbolj atraktivnih tehnologij za proizvodnjo zelene energije. V prispevku je predstavljen matematični model, ki je zasnovan kot mešano celoštevilski nelinearni problem (MINLP) za preliminarni izbor optimalnega procesa izrabe živalskih in drugih bio odpadkov. Model maksimira neto sedanjo vrednost procesa in vključuje izračun snovnih bilanc, poenostavljene zveze za izračun učinkovitosti proizvodnje in oceno investicijskih sredstev, ki so opisana z eksponencialno korelacijo. V študiji predpostavljamo, da so razpoložljive količine vhodnih substratov, vsebnost hlapnih organskih komponent v substratih in specifična proizvodnja metana iz substratov, znane. V modelu so uporabljene poenostavljene zveze brez kinetike in časovnih omejitev. Model superstrukture vsebuje agregirana matematična modela, ki sta opisana s termofilnimi in mezofilnimi pogoji fermentacije in agregirani model kafilerije t.j. obrata za predelavo klavnih odpadkov. V vhodnem substratu so zajeti svinjska gnojevka in piščančji odpadki III. (klavni odpadki) in II. kategorije (piščančji gnoj) ter rastlinski odpadki iz tovarne krmil. Uporaba modela je prikazana na industrijskem primeru in obravnava tri različne variante. Prva varianta obravnava reševanje problema, kjer gre za odločitev o izboru najboljših pogojev fermentacije t.j. za proizvodnjo bioplina z anaerobno razgradnjo po enem od dveh različnih reakcijskih pogojev (termofilni proces PI ali mezofilni proces PII), v kombinaciji s kafilerijo (proces PIII). V slednjem primeru je v procesu predelave možno uporabiti le živalske odpadke III. kategorije. Drugi dve varianti obravnavata primer, ko je iz vhodnega substrata izvzeta svinjska gnojevka, ki je zamenjana z ustrezno količino piščančjega gnoja in omogoča optimizacijo porabe vode v procesu. To je možno zagotavljati bodisi iz lokalnega vodnega vira kot svežo vodo, ali pa kot industrijsko odpadno vodo iz bližnje tovarne, ki jo je z bioplinarno potrebno povezati s tlačnim komunalnim vodom. Pri tem lahko uporabimo odprti (druga varianta) ali zaprti (tretja varianta) vodni sistem. Rezultati preliminarne ekonomske analize v prvi varianti kažejo, da je proizvodnja bioplina pri termofilnih pogojih v kombinaciji s kafilerijo najprivlačnejša opcija, ne glede na kakovost in kvantiteto vhodnega substrata. Optimalna rešitev je drugavarianta, ki za učinkovito delovanje procesa predvideva uporabo sveže vode iz lokalnega vodnega vira. Prihranki na račun uporabe industrijske vode ne upravičijo dodatne investicije v tlačni komunalni vod. Prav tako prihranki zmanjšane porabe vode v zaprtem vodnem sistemu zaenkrat še ne upravičujejo investicijo v ultrafiltracijo.
    Source: Slovenski kemijski dnevi 2008, Maribor, 25. in 26. september 2008 [Elektronski vir] : [zbornik referatov] (11 str.)
    Type of material - conference contribution ; adult, serious
    Publish date - 2008
    Language - slovenian
    COBISS.SI-ID - 12622870

Shelf entry