نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1
گروه مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
3
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران
4
مرکز تحقیقات فیزیک پلاسما، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
چکیده
فرآیند گازسازی ضایعات بیمارستانی، بر خلاف روش‌های سنتی مانند سترون‌سازی و دفن کردن پسماند و سوزاندن متداول قابلیت آن را دارد، که علاوه بر آنکه استانداردهای زیست‌محیطی را ارضاء کند، از گاز سنتزی حاصله به منظور تولید توان و الکتریسیته بهره برد. در مقاله حاضر ضایعات زیست‌پزشکی بیمارستان فرهیختگان تهران با راکتور گازساز مذاب-پلاسما که دارای مشعل kW90 است، گازسازی شد. فرآیند گازسازی در دماهای مختلف برای راکتور گازساز انجام شد و گازسنتزی حاصله از آن آنالیز عنصری شد و درصد گازهای تشکیل‌دهنده گازسنتزی شامل؛ CO، H2، CO2 و CH4تعیین گردید. در دمای 1400 میزان CO و H2 به ترتیب به میزان 1/37% و 32% اندازه‌گیری شد، که در این دما، ارزش حرارتی بالا از مخلوط گازسنتزی MJ/kg 24/9 به دست آمد. همچنین آلاینده‌هایی مانند H2S، NO2 و SO2 در حد بسیار کمی در گازسنتزی مشاهده شد. در فاز دوم این پژوهش، مدلسازی تعادلی ترمودینامیکی فرآیند گازسازی این پسماند با نرم‌افزار اسپن‌پلاس در بازه دمایی 1000 تا ℃1800 بررسی شد. تمام زیرفرآیندهای، گازسازی شامل خشک‌کردن، پیرولیز، احتراق جزئی و احیاء با ماژول‌های موجود در نرم‌افزار به صورت تعادلی مدل می‌شود. نتایج حاصل از این مدلسازی گازسازی تطابق بسیار خوبی با نتایج تجربی داشت. و قسمت بعدی مدل گازسازی با توربین بخاری ترکیب شد، تا میزان الکتریسیته قابل دسترس بررسی شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Evaluating the energy potential of gas synthesis obtained from the destruction and gasification of hazardous hospital waste with a melting-plasma reactor
نویسندگان [English]
-
hasan Amirahmadi
1
-
Mohammad Hasan Nobakhti
2
-
Gholamreza Salehi
3
-
Shahrooz Saviz
4
1
Department of Mechanical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Mechanics, Electricity and Computer, Islamic Azad University, Science and Research Branch,, Tehran, Iran
3
Department of Mechanical engineering, Islamic Azad University, Central Tehran Branch, Tehran, Iran
4
Plasma Physics research Center, Science and Research Branch, Azad Islamic University, Tehran, Iran
چکیده [English]
The gasification process of hospital waste, unlike traditional methods such as sterilization and burying of waste and conventional burning, has the ability to use the resulting synthetic gas to produce power and electricity in addition to satisfying environmental standards. In this article, the biomedical wastes of Farhikhtegan Hospital in Tehran were gasified with a melting-plasma gasifier reactor that has a 90 kW torch. The gasification process was carried out at different temperatures for the gasifier reactor, and the resulting syngas was analyzed elementally, and the percentage of gas forming gases included; CO, H2, CO2 and CH4 were determined. At a temperature of 1400 ℃, the amount of CO and H2 was measured as 37.1% and 32%, respectively, and at this temperature, the high heat value of the gas synthesis mixture was obtained as 9.24 MJ/kg. Also, pollutants such as H2S, NO2 and SO2 were observed in a very small amount in gas synthesis. In the second phase of this research, the thermodynamic equilibrium modeling of the gasification process of this waste was investigated with Aspen Plus software in the temperature range of 1000 to 1800 ℃. All sub-processes of gasification including drying, pyrolysis, partial combustion and reforming are modeled in equilibrium with the modules in the software. The results of this gasification modeling were in very good agreement with the experimental results.
کلیدواژه‌ها [English]
-
syngas
-
renewable energy
-
gasification
-
hospital waste
-
Aspen Plus
)