Zeitschrift für Thermodynamik und Katalyse
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Abstrakt

Mitvergasung von Abfallbiomasse und Kunststoff zur Synthesegasproduktion mit CO 2 -Abtrennung und -Nutzung: Thermodynamische Untersuchung

Pathipaka Sravani, Sangeetha Povari, Shadab Alam*, Lingaiah Nakka, Surananai Srinath, Sumana Chenna*

Diese Arbeit stellt einen integrierten anlagenweiten Prozess zur Mitvergasung von Abfallbiomasse und Kunststoffen unter Verwendung von Dampf und CO2 vor, _um einen industriell wichtigen Rohstoff , nämlich Synthesegas mit einem Molverhältnis von H2 _/ CO2 _, zu produzieren . Der vorgeschlagene anlagenweite Prozess ist mit dem Hauptmerkmal der Kohlenstoffabscheidung und -nutzung (CCU) konzipiert und selbsterhaltend gemacht, indem ein Teil des Synthesegases zur Deckung des Wärme-, Dampf- und CO2-Bedarfs mit zusätzlichen Abschnitten zur Wärmerückgewinnung und Dampferzeugung sowie zur Stromerzeugung verwendet wird _. Darüber hinaus werden stationäre anlagenweite Modelle unter Verwendung von ASPEN Plus entwickelt und Simulationen für die Mitvergasung von Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und Reishülsen (RH) bei unterschiedlichen Rohstoffzusammensetzungen (0 % – 100 % HDPE) durchgeführt. Darüber hinaus wird eine strenge sequentielle parametrische Sensitivitätsanalyse durchgeführt, um die optimalen Prozessparameter zu bestimmen und die Auswirkungen der Rohstoffzusammensetzung auf die Produktausbeute zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass das Dampf-Kohlenstoff-Verhältnis (S/C) über 1,2 gehalten werden sollte, um eine vollständige Kohlenstoffumwandlung innerhalb des Vergasers zu erreichen, was die Gesamtleistung des integrierten Systems tendenziell verbessert. Die vergleichende Untersuchung der gemeinsamen Vergasung von HDPE und RH ergab, dass eine Erhöhung des Gewichtsanteils von HDPE in der Zufuhrmischung aufgrund des hohen Kohlenstoff- und niedrigen Aschegehalts von HDPE zu einer erhöhten Synthesegasproduktion und Anlageneffizienz führte. Die Vergasung von reinem HDPE-Abfall führte zu einer maximalen Ausbeute von 2,2 kg Synthesegas/kg Zufuhr bei einer Nettoanlageneffizienz von 68 %, während im Fall von reinem RH die Synthesegasproduktion und -effizienz auf 0,60 kg/kg Zufuhr bzw. 35 % sanken.