Biyokütle esaslı hidrojen üretim sistemlerinin eksergoekonomik analizi ve yaşam döngüsü değerlendirilmesi
Exergoeconomic analysis and life cycle assesment of biomass based hydrogen production systems
- Tez No: 291172
- Danışmanlar: PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI, PROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 245
Özet
Bu tezde, öncelikle biyokütleden hidrojen üretim yöntemleri araştırılmış ve farklı biyokütleler ekserjetik olarak incelenmiştir. Sonraki adımda termokimyasal çevrimlere odaklanarak, piroliz ve gazlaştırma yöntemleri ekserji analizi ile karşılaştırılmıştır. Daha sonra yaygın kullanılan gazlaştırma teknikleri olan sabit yataklı ve akışkan yataklı gazlaştırma örnekleri ekserjetik olarak kıyaslanmıştır.Bir sonraki aşamada, biyokütleden hidrojen üretiminin ekonomik uygunluğu ekserji analizi ile incelenmiştir. Bunun için ekserji, maliyet, enerji, kütle: exergy, cost, energy, mass (EXCEM) ve özgül ekserji maliyeti: specific exergy cost (SPECO) metotları kullanılmıştır. Bu metotlar downdraft, akışkan yataklı ve son zamanlarda yeni bir gazlaştırma tekniği olarak bahsedilen plazma gazlaştırma örnek sistemlerine uygulanmıştır. Yapılan analiz sonucunda bu sistemlerin ekserji verimleri % 20.18 ile % 45.16 arasında değiştiği gözlenmiştir. Buna göre üretilen hidrojen maliyetinin değişimi 2.915 $/kg ile 4.24 $/kg arasındadır. Bu maliyetin, ana olarak basınç dalgalı adsorbsiyon: pressure swing adsorption (PSA) öncesi gazın hidrojen içeriğine bağlı olduğu görülmüştür. Bu maliyeti düşürmek için ürün gazının hidrojen içeriği % 50 ile % 80 arasında ve PSA hidrojen geri kazanımı % 60 ile % 80 arasında değiştirilmiştir. Sonuç olarak bu maliyetlerin 7.49 $/kg dan 1.59 $/kg a düştüğü görülmüştür.Ayrıca, termal sistemler için enerji, ekserji ve ekonomik incelemenin yeterli olmadığı ve bu sistemlerin çevresel etkilerinin de incelenmesi gerektiği vurgulanarak, sürdürülebilirlik ve yaşam döngüsü analizi: life cycle analysis (LCA) yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
First, in this thesis biomass based hydrogen production methods are explored in detail and investigated thermodynamically for different biomasses. Second, the focus is put on thermochemical cycles, pyrolysis and gasification methods and their comparisons as exergetically. Then, fixed bed and fluidized bed gasification samples, which are commonly used gasification techniques, are considered.In addition, economical feasibility of biomass based hydrogen production is examined through exergoeconomic analysis. Therefore, exergy, cost, energy, mass (EXCEM) and specific exergy cost (SPECO) methods are employed. These methods are then applied to downdraft, fluidized bed and plasma gasification systems. The results of this study confirm that exergy efficiencies of the systems vary from 20.18% to 45.16%. Accordingly, hydrogen production cost varies between 2.915 $/kg and 4.24 $/kg. It is seen that the unit cost is directly related to hydrogen content of syngas at the inlet pressure swing adsorption (PSA). In order to decrease the cost of hydrogen, the PSA hydrogen recovery ratios are changed from 50% to 80% and from 60% to 80%, respectively. Consequently, it is observed that the cost can potentially be decreased from 7.49 $/kg to 1.59 $/kg.In addition to the present energy, exergy and exergoeconomic investigations, some sustainability and life cycle assessment (LCA) studies are undertaken to investigate the environmental impacts of the systems considered.
Benzer Tezler
- Biyokütle kaynaklı sentez gazından hidrojen üretiminin ve entegre bir güç üretim sisteminin incelenmesi
Investigation of hydrogen production from biomass-derived synthesis gas and integrated a power generation system
MEHMET EMRE BURULDAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiYalova ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET SELÇUK MERT
- Kömür ve biyokütle karışımlarının gazlaştırılması ve aspen HYSYS programı ile simulasyonu
Coal and biomass gasification and simulation of gasification systems using aspen HYSYS program
TANJU NAYIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERHAN BÖKE
- Biyokütleden termal enerji depolama malzemesi ve hidrojence zengin gaz üretimi
Production of thermal energy storage and hydrogen-rich gas from biomass
FİKRET MÜGE ALPTEKİN
- Anaerobic treatment of diluted waste from poultry industry and quantification of microbial communities
Seyreltik kanatlı hayvan endüstrisi atıklarının havasız arıtımı ve mikrobiyal toplulukların kantitatif analizi
AİGERİM JAXYBAYEVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- NİKEL İÇERİKLİ TUD-1 VE Al-TUD-1 DESTEKLİ KATALİZÖRLERİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE HİDROJEN ÜRETİM ÇALIŞMALARINDA PERFORMANSLARININ BELİRLENMESİ
Synthesis, characterization and determination of catalytic performance of nickel-based TUD-1 VE Al-TUD-1 catalysts in hydrogen production
MERVE ORUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KIRALİ MÜRTEZAOĞLU