جناب آقای مهندس محسن یزدانی دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، از رساله خود با عنوان «ارزیابی فنی و اقتصادی نیروگاه استحصال انرژی از لجن فاضلاب شهری با فرآیند هضم همزمان چند خوراک و گازسازی کیک لجن»‏‎ ‎به راهنمایی جناب دکتر سپهر صنایع در تاریخ 1402/01/27 ساعت 16:00 دفاع می کنند.

اساتید داور داخلی: دکتر مهدی بیدآبادی / دکتر حجت قاسمی

اساتید داور خارجی: دکتر محمدبهشاد شفیعی / دکتر محمدرضا صبور

چکیده رساله:

در رساله حاضر، در گام اول، یک نیروگاه بیوگاز واقعی که در محل تصفیه خانه جنوب تهران قرار گرفته است، به طور جامع از لحاظ فنی و اقتصادی در شرایط طراحی، به کمک تحلیل 4E بررسی می شود تا جزئیات فرآیندی این نوع نیروگاهِ تولید همزمان برق و حرارت، تحلیل گردد. در گام دوم، با هدف افزایش تولید بیوگاز و بهبود توان خروجی نیروگاه بیوگاز در شرایط خارج از طراحی، فرآیند کودایجسشن در هاضمهای بیهوازی، برای هضم لجن فاضلاب در کنار یک خوراک کمکی (شامل گریس، پسماند زیستی و کود گاوی)، به صورت تئوری ارزیابی می گردد. بدین منظور، مدل ADM1 که برای مدلسازی یک فرآیند مونودایجسشن کاربرد دارد، اصلاح می شود تا بتواند برای مدلسازی یک فرآیند کودایجسشن مورد استفاده قرار گیرد. این مدل اصلاح شده، سپس به کمک داده های عملکردی واقعی هاضمهای تصفیه خانه جنوب تهران، کالیبره و اعتبارسنجی میشود. در گام نهایی (سوم)، بر نحوه دفع لجن هضم شده خروجی از هاضمهای بیهوازی تمرکز میشود که به دلیل حجم زیاد تولید شده در تصفیه خانه ها، مشکلات زیادی را ایجاد کرده است. بدین منظور، با مدلسازی فنی فرآیند گازسازی در دو گازساز متفاوت، شامل گازساز بستر سیال دوگانه و گازساز فوق بحرانی آب، دفع سریع و تولید سینگاز از این زیست توده مرطوب، ارزیابی می شود. نتایج حاصل از تحلیل 4E نشان می دهد که در شرایط طراحی، نیروگاه بیوگاز تهران که 4/6 مگاوات توان الکتریکی و 2/1 مگاوات توان حرارتی (با مصرف 3100 مترمکعب در روز لجن فاضلاب با 4/5 درصد جامدات کل و 81/2 درصد جامدات فرار) تولید می کند، دارای بازده کلی انرژی 24/3 درصد و بازده کلی اگزرژی 17/3 درصد است. همچنین هزینه تراز شده تولید برق نیروگاه، 127 دلار در هر مگاوات ساعت بدست آمد. در گام دوم از پژوهش حاضر، ابتدا داده های عملکردی سه هاضم نیروگاه بیوگاز تهران، در یک دوره 140 روزه (در شرایط خارج از طراحی) تحلیل شد. تحلیل این داده ها بیان کرد که استفاده از بیوگاز تولیدی از این سه هاضم بیهوازی، منجر به تولید 906 کیلوات توان الکتریکی به طور متوسط، شده است که با مقدار طراحی متناظر آن (2/5 مگاوات) اختلاف داشته است. این اختلاف، به دلیل تغییرات در مقدار و کیفیت لجن ورودی به هاضمها در روزهای مختلف بوده است. با مدلسازی فرآیند کودایجسشن که به یک استراتژی تغذیه خوراک کمکی متصل گردید، …

کلمات کلیدی:

لجن فاضلاب شهری، هاضم بی هوازی، نیروگاه بیوگاز، فرآیند کودایجسشن، فرآیند گازسازی.