اطلاعیه جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته سیستمهای انرژی تاریخ 9 مهر 1404 ساعت 9 دانشجو آقای محمد مهدی شاهزیدی

اطلاعیه جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد
در رشته سیستمهای انرژی
تاریخ 19 مهر 1404 ساعت 9 
مکان: پژوهشکده انرژی، آب و محیط زیست
عنوان:
مدل سازی و تحلیل فنی و اقتصادی تولید متان سبز برای استفاده در بخش گندله سازی
صنعت فوالد در راستای رسیدن به فوالد سبز
استاد راهنما:
دکترمجید سبزپوشانی
اساتیدداور:
دکترسیدعبدالمهدیهاشمی
دکترمجیدنیکفر
دانشجو:
محمد مهدی شاهزیدی

چکیده:

صنعت فولاد یکی از پرمصرف ترین صنایع انرژی بوده و حدود 20 درصد از انرژی بخش صنعت را به خود اختصاص می‌دهد. همچنین این صنعت از مهم‌ترین منابع انتشار دی‌اکسید کربن و آلودگی‌های زیست‌محیطی به شمار می‌آید. با توجه به اهمیت کاهش اثرات زیست‌محیطی، استفاده از سوخت‌های جایگزین مانند بیوگاز می‌تواند راهکاری مؤثر باشد. بیوگاز حاصل تجزیه زیستی مواد آلی بوده و قابلیت تولید انرژی پایدار و کاهش انتشار آلاینده‌ها را دارد. برای رسیدن به فولاد سبز در بخش گندله‌سازی می‌توان از بیوگاز برای سوخت کوره استفاده کرد. بیوگاز را می‌توان در کوره گندله‌سازی برای پخت گندله مورد استفاده قرار داد. با این حال مشکل اصلی در بکارگیری مستقیم بیوگاز، نوسانی بودن و تغییرات زمانی مقدار تولید آن به دلیل ماهیت فرایند بیوشیمیایی تولید بیوگاز است، درحالی که کوره‌های گندله‌سازی به خوراک گاز خطی و پایدار نیاز دارند. در این تحقیق، به‌منظور ارزیابی امکان جایگزینی گاز طبیعی با بیوگاز، ابتدا نقشه فرایندی و دیاگرام جریان ترسیم شد. سپس پس از محاسبات عددی با فورمول‌های مربوطه برای بسط دادن به مقادیر متفاوت با استفاده از کدنویسی در نرم‌افزار متلب، تولید بیوگاز از دامداری دارای ده هزار رأس گاو در قالب دایجستر‌های با حجم و تعداد متفاوت شبیه‌سازی گردید. این پژوهش به دنبال ایجاد سیستمی بوده تا با سری کردن دایجستر‌ها، خروجی نسبتا ثابت تولید بیوگاز ایجاد شود. در این طرح با سیستم دسته‌ای گسسته، مواد آلی بطور کامل در دایجستر تجزیه شده و راندمان تولید متان نیز بالا می‌باشد. با طراحی نوین دایجستر‌ها و تغییرات ظرفیتی، بیوگاز به صورت تقریبا یکنواخت و بدون پیچیدگی‌های زیاد و هزینه نگهداری بالا در سیستم پیوسته و نیمه‌پیوسته. تولید و ذخیره می‌شود. یافته‌ها نشان داد که تغییرات در تعداد، میزان حجم و تعداد دایجستر‌ها تاثیر قابل‌توجهی بر شدت جریان تولید بیوگاز دارد، بطوری‌که با افزایش تعداد دایجسترها، نوسان نسبی کاهش یافته و از طرفی باعث افزایش تعداد همزن، پمپ، پایپینگ، سیستم‌های مکانیکی و کنترلی و به طبع آن افزایش هزینه اولیه و هزینه نگهداری نیز می‌شود. با این وجود، تولید بیوگاز همچنین از الگوی پایدار مورد نیاز فرایند گندله‌سازی فاصله دارد. با افزایش حجم دایجستر تعداد دایجستر‌های مورد نیاز کاهش یافته ولی نوسان تولید گاز روزانه نیز به دلیل افزایش روزهای پرشدن دایجستر، افزایش یافته است. در برخی حالات حتی در حجم نسبتا بالا به دلیل هم پوشانی سهمی‌ها فاصله قله و دره در سهمی کاهش یافته است (حجم دایجستر 4500 مترمکعب). اما در برخی حالات همپوشانی سهمی‌ها باعث تشدید قله و دره شده و اختلاف را افزایش داده است(دایجستر با حجم 6000 مترمکعب)، با به کارگیری مخزن بافر متناسب با میزان تغییرات قله و دره نمودار سهمی تولید تجمعی تولید بیوگاز روزانه، موجب برطرف کردن نوسانات نهایی و تأمین خوراک یکنواخت و خطی برای کوره شد. بنابراین، ترکیب طراحی بهینه تعداد و حجم دایجسترها و استفاده از مخزن بافر می‌تواند مسیر مطمئنی برای جایگزینی بخشی از گاز طبیعی با بیوگاز و حرکت به سمت فولاد سبز فراهم سازد. کلمات کلیدی: فولاد سبز ـ صنعت فولاد ـ گندله‌سازی ـ بیوگاز ـ دامداری