بیو انرژی
جواد رضایی فر؛ عباس روحانی؛ محمدعلی ابراهیمی نیک
چکیده
In the quest for enhanced anaerobic digestion (AD) performance and stability, iron-based additives as micro-nutrients and drinking water treatment sludge (DWTS) emerge as key players. This study investigates the kinetics of methane production during AD of dairy manure, incorporating varying concentrations of Fe and Fe3O4 (10, 20, and 30 mg/L) and DWTS (6, 12, and 18 mg/L). Leveraging an extensive library of non-linear regression (NLR) models, 26 candidates were scrutinized, with 8 emerging as robust predictors for the entire methane production process. The Michaelis-Menten model stood out as the ...
بیشتر
In the quest for enhanced anaerobic digestion (AD) performance and stability, iron-based additives as micro-nutrients and drinking water treatment sludge (DWTS) emerge as key players. This study investigates the kinetics of methane production during AD of dairy manure, incorporating varying concentrations of Fe and Fe3O4 (10, 20, and 30 mg/L) and DWTS (6, 12, and 18 mg/L). Leveraging an extensive library of non-linear regression (NLR) models, 26 candidates were scrutinized, with 8 emerging as robust predictors for the entire methane production process. The Michaelis-Menten model stood out as the superior choice, unraveling the kinetics of dairy manure AD with the specified additives. Fascinatingly, the findings revealed that different levels of DWTS showcased the highest methane production, while Fe3O420 and Fe3O430 recorded the lowest levels. Notably, DWTS6 demonstrated approximately 34% and 42% higher methane production compared to Fe20 and Fe3O430, respectively, establishing it as the most effective treatment. Additionally, DWTS12 exhibited the highest maximum methane production rate, reaching an impressive 147.6 cc on the 6th day. Emphasizing the practical implications, this research underscores the applicability of the proposed model for analyzing other parameters and optimizing AD performance. By delving into the potential of iron-based additives and DWTS, this study opens doors to revolutionizing methane production from dairy manure and advancing sustainable waste management practices.
بیو انرژی
محسن زارعی؛ محمدرضا بیاتی؛ محمدعلی ابراهیمی نیک؛ بیژن حجازی؛ عباس روحانی
چکیده
بیوگاز خام علاوه بر متان به‌عنوان ترکیب اصلی دارای ترکیب آلاینده دیگری مثل سولفید هیدروژن (H2S) می‌باشد. سولفید هیدروژن بسیار خورنده بوده و یکی از مشکلات عمده در استفاده از بیوگاز را ایجاد می‌کند و باعث خوردگی در موتورها و خطوط لوله می‌شود. در این تحقیق از بیوفیلتر بستر ثابت برای حذف سولفید هیدروژن از جریان بیوگاز استفاده شد. از دو ...
بیشتر
بیوگاز خام علاوه بر متان به‌عنوان ترکیب اصلی دارای ترکیب آلاینده دیگری مثل سولفید هیدروژن (H2S) می‌باشد. سولفید هیدروژن بسیار خورنده بوده و یکی از مشکلات عمده در استفاده از بیوگاز را ایجاد می‌کند و باعث خوردگی در موتورها و خطوط لوله می‌شود. در این تحقیق از بیوفیلتر بستر ثابت برای حذف سولفید هیدروژن از جریان بیوگاز استفاده شد. از دو بستر زغال‌زیستی حاصل از پیرولیز و کمپوست به‌عنوان بستر بیوفیلتر بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که به‌ترتیب بازده حذف سولفید هیدروژن برای دو بستر زغال‌زیستی و کمپوست برابر با 94 و 76 درصد شد. به‌ترتیب در دو بستر زغال‌زیستی و کمپوست در ارتفاع 60 سانتی‌متری غلظت سولفید هیدروژن ازppm 185 بهppm 11 و از ppm 70 بهppm 17 کاهش یافت. ضمن این‌که بیوفیلتر کارایی خوبی نسبت به افزایش ناگهانی غلظت سولفید هیدروژن در خوراک بیوگاز نشان داد. مدل‌سازی سینتیکی ساده حذف سولفید هیدروژن برای توصیف عملکرد بیوفیلتر ارائه شد. فرض‌های مدل‌سازی برای ساده‌سازی، شامل صرف‌نظر از تغییرات شعاعی غلظت و نیز استفاده از مدل سینتیکی مونود برای توصیف نرخ حذف سولفید هیدروژن می‌باشد. معادلات دیفرانسیلی معمولی برای شبیه‌سازی به کمک روش رانگه-کوتا حل شد. نتایج مقایسه مدل و داده‌های آزمایشگاهی نشان داد که مدل پیشنهادی به‌خوبی عملکرد حذف سولفید هیدروژن را پیش‌بینی می‌کند (در تمام موارد R2 بزرگتر از 0.90 بود). به کمک نتایج تجربی، مقادیر پارامتر سینتیکی حداکثر نرخ رشد ویژه (µmax) در بستر زغال‌زیستی و کمپوست به‌ترتیب برابر 5-10× 6.5 و 5-10× 0.52 به‌دست آمد.
طراحی و ساخت
محمدعلی ابراهیمی نیک؛ عباس روحانی
چکیده
پخت و پز در روستاها و عشایر محروم معمولاً با روش سنتی سوزاندن هیزم صورت می‌گیرد که همراه با انتشار دود، ذرات معلق و منوکسیدکربن است. قرارگرفتن در معرض این آلاینده‌ها می‌تواند منجر به دامنه وسیعی از بیماری‌ها شود. هدف مطالعه حاضر، ساخت، ارزیابی یک اجاق زیست‌‌توده‌سوز مناسب برای جایگزینی با روش سنتی در مناطق محروم می‌باشد. در این ...
بیشتر
پخت و پز در روستاها و عشایر محروم معمولاً با روش سنتی سوزاندن هیزم صورت می‌گیرد که همراه با انتشار دود، ذرات معلق و منوکسیدکربن است. قرارگرفتن در معرض این آلاینده‌ها می‌تواند منجر به دامنه وسیعی از بیماری‌ها شود. هدف مطالعه حاضر، ساخت، ارزیابی یک اجاق زیست‌‌توده‌سوز مناسب برای جایگزینی با روش سنتی در مناطق محروم می‌باشد. در این پژوهش، یک اجاق زیست‌توده‌ای سیار طراحی و ساخته شد. ارزیابی کارایی اجاق با آزمون استاندارد جوشاندن آب با استفاده ضایعات خرده چوب، پوست بادام و چوب ذرت صورت گرفت. میزان منوکسیدکربن منتشرشده از اجاق در سه حالت آشپزی در فضای باز، در آشپزخانه بدون هواکش و در آشپزخانه زیر هواکش معمولی اندازه‌گیری و با آتش معمولی در فضای باز مقایسه شد. مشاهدات نشان داد که شعله حاصله از تمامی سوخت‌ها به‌جز در مرحله پایانی (اتمام سوخت) بدون دود و ذرات معلق بود. رنگ شعله زرد و بخشی از آن آبی بود. طولانی‌ترین زمان شعله‌دهی مربوط به پوست بادام (350 گرم) با زمان 51 دقیقه بود. میانگین منوکسیدکربن منتشر شده در ناحیه تنفس کاربر 7/4، 5/7، 2/5 و ppm 430 به‌ترتیب برای آشپزی با اجاق در فضای باز، در فضای بسته بدون هواکش، در فضای بسته با هواکش و آتش معمولی به‌دست آمد. میزان منوکسیدکربن منتشر شده به محیط در محدوده استاندارد بوده و بنابراین این اجاق نسبت به روش سنتی مرسوم، بسیار پاک‌تر و کاراتر بوده و می‌تواند به‌منظور پیشگیری از امراض ریوی ناشی از استنشاق دود در زمان پخت‌وپز، در مناطق فاقد گاز طبیعی ترویج گردد.
محمدعلی ابراهیمی نیک؛ آوا حیدری؛ حبیب اله یونسی
چکیده
پیرولیز سریع یک از فناوری‌های جذاب برای تولید سوخت مایع (نفت زیستی) از زیست‌توده است که پتانسیل زیادی برای استفاده در صنعت و حمل‌ونقل دارد. ضایعات ذرت (چوب و کلش) و چوب اکالیپتوس به‌عنوان دو منبع لیگنوسلولزی، از فراوانی زیادی در سطح جهان برخوردار هستند. در این مطالعه پیرولیز سریع این دو ماده تحت دمای 500 درجه سانتی‌گراد، جریان گاز ...
بیشتر
پیرولیز سریع یک از فناوری‌های جذاب برای تولید سوخت مایع (نفت زیستی) از زیست‌توده است که پتانسیل زیادی برای استفاده در صنعت و حمل‌ونقل دارد. ضایعات ذرت (چوب و کلش) و چوب اکالیپتوس به‌عنوان دو منبع لیگنوسلولزی، از فراوانی زیادی در سطح جهان برخوردار هستند. در این مطالعه پیرولیز سریع این دو ماده تحت دمای 500 درجه سانتی‌گراد، جریان گاز حامل 660 لیتر در ساعت، اندازه ذرات 2-1 میلیمتر و نرخ تغذیه 80، 90 و 110 گرم در ساعت مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشها بهصورت پیوسته در یک رآکتور بستر سیال انجام شد. میعان بخارات پیرولیزی در 3 مرحله سرمایشی (15، 0 و 40- درجه سانتی‌گراد) بهاضافه مرحله جذب الکترواستاتیک صورت میپذیرفت. نتایج نشان داد که افزایش نرخ تغذیه در هر دو ماده خام ابتدا باعث افزایش تولید نفت زیستی و سپس کاهش آن می‌شود. بیشترین میزان نفت زیستی بهمیزان 22/4 درصد از چوب اکالیپتوس در نرخ تغذیه 90 گرم در ساعت به‌دست آمد. کارایی تولید نفت زیستی از پیرولیز سریع بقایای ذرت بهطور متوسط کمتر از چوب اکالیپتوس بود. در تمامی آزمایشها، نفت به‌دست آمده از چگالنده الکترواستاتیک قهوهای پررنگ با ویسکوزیته بسیار بالا بود.
