Please use this identifier to cite or link to this item:
https://hdl.handle.net/20.500.14279/30719| Title: | Διερεύνηση μεθόδων αναβάθμισης βιοαέριου και μετατροπής διοξείδιου του άνθρακα σε βιομεθάνιο με χρήση μηδενικού σθένους και αναερόβιας ιλύος | Authors: | Γεωργίου, Μαρία | Keywords: | βιοαέριο;βιομεθάνιο;αναερόβια χώνευση;αναβάθμιση βιοαερίου;σίδηρος μηδενικού σθένους;σιδηρίτης | Advisor: | Βυρίδης, Ιωάννης | Issue Date: | May-2023 | Department: | Department of Chemical Engineering | Faculty: | Faculty of Geotechnical Sciences and Environmental Management | Abstract: | Οι αυξανόμενες παγκόσμιες ανησυχίες σχετικά με την αύξηση του όγκου των απορριμμάτων, την υπερθέρμανση του πλανήτη και την εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα ως πρωτογενείς πηγές ενέργειας έχουν τονώσει την έρευνα για τη διαδικασία αναερόβιας χώνευσης και τις πολυπλοκότητες της. Η διαδικασία αναερόβιας χώνευσης, είναι η κύρια πηγή παραγωγής βιοαερίου και αποτελείται από μια βιολογική διαδικασία τεσσάρων σταδίων υπό αναερόβιες συνθήκες. Διάφορες ομάδες μικροοργανισμών διασπούν οργανικά απόβλητα ώστε να επιτευχθεί η παραγωγή του βιοαερίου. Το βιοαέριο είναι ένα μείγμα που αποτελείτε κυρίως από μεθάνιο (CH4) και διοξείδιο του άνθρακα (CO2) με μικρές ποσότητες άλλων αερίων όπως υδρόθειο (H2S), αμμωνία (ΝΗ3) κ.λπ. Το αέριο που έχει ενεργειακή και οικονομική αξία είναι το CH4 επομένως είναι επιθυμητό να μετατραπεί το βιοαέριο στο μεγαλύτερο δυνατό ποσοστό καθαρού βιομεθανίου. Το βιομεθάνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, θέρμανση και καύσιμου ενώ το χωνεμένο υπόλειμμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκαν 3 διαφορετικά πειράματα. Στο πρώτο μέρος, διερευνήθηκε η παραγωγή μεθανίου με χρήση αναερόβιας κοκκώδης λάσπης, ορού γάλακτος (cheese way) και ex-situ προσθήκη υδρογόνου. Το μέγιστο της παραγωγής CH4 διακρίνεται την 35η μέρα όπου το ποσοστό του μεθανίου φτάνει περίπου το 70 %. Στο δεύτερο σκέλος μελετήθηκε η μετατροπή CO2 σε CH4 χρησιμοποιώντας σκόνη σιδήρου μηδενικού σθένους (PZVI), αναερόβια κοκκώδης λάσπη και διάλυμα διττανθρακικού νατρίου (NaHCO3) με δινάτριο EDTA (Na2EDTA). Κατά την διάρκεια της αντίδρασης του σιδήρου με το διττανθρακικό νάτριο, σχηματίζεται ένα παθητικό στρώμα σιδηρίτη (FeCO3) στην επιφάνεια του σίδηρου, με αποτέλεσμα να αναστέλλει την περαιτέρω παραγωγή υδρογόνου. Ως εκ τούτου, προκειμένου να αποτραπεί ο σχηματισμός του σιδηρίτη και να διαλυθεί μερικά ο ήδη σχηματιζόμενος σιδηρίτης, διερευνήθηκε η χρήση του EDTA στο σύστημα. Επομένως, πραγματοποιήθηκαν δύο πειράματα, το ένα σε αναλογία Fe:EDTA 3:1 και το δεύτερο σε αναλογία 1:1. Στο τέλος του πρώτου κύκλου, 17η μέρα για αναλογία Fe:EDTA 3:1 και 23η μέρα για αναλογία 1:1 υπήρξε περίπου 37 % και 40 % μέγιστη παραγωγή CH4 στο δείγμα Fe-EDTA-antib αντίστοιχα. | Description: | Growing global concerns about increasing volumes of waste, global warming and reliance on fossil fuels as primary energy sources have stimulated research into the anaerobic digestion process and its complexities. The anaerobic digestion process is the main source of biogas production and consists of a four-stage biological process under anaerobic conditions. Various groups of microorganisms break down organic waste to achieve biogas production. Biogas is a mixture consisting mainly of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) with small amounts of other gases such as hydrogen sulfide (H2S), ammonia (NH3), etc. The gas that has energy and economic value is CH4, so it is desirable to convert biogas to the largest possible percentage of pure biomethane. Biomethane can be used as a renewable energy source for electricity, heating, and fuel production while digestate can be used as fertilizer. In this diploma thesis, 3 different experiments were performed. In the first part, methane production using anaerobic granular sludge, cheese way and ex-situ hydrogen was investigated. The maximum CH4 production is observed on the 35th day when the percentage of methane reaches about 70 %. The second part was regarding the conversion of CO2 to CH4 using zero valent iron powder (PZVI), anaerobic granular sludge and sodium bicarbonate (NaHCO3) solution with disodium EDTA (Na2EDTA). Therefore, to prevent the formation and partially dissolve the already formed siderite, the use of EDTA was investigated. Thus, two experiments were performed, one with a Fe:EDTA in the ratio of 3:1 and the third with a ratio of 1:1. At the end of the first cycle, day 17 for Fe:EDTA ratio 3:1 and day 23 for ratio 1:1 there was 37 % and 40 % maximum CH4 respectively. | URI: | https://hdl.handle.net/20.500.14279/30719 | Rights: | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | Type: | Bachelors Thesis | Affiliation: | Cyprus University of Technology |
| Appears in Collections: | Πτυχιακές Εργασίες/ Bachelor's Degree Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μαρία Γεωργίου_bsc_2023_abstract.pdf | abstract | 172.84 kB | Adobe PDF | View/Open |
CORE Recommender
Page view(s)
111
Last Week
1
1
Last month
8
8
checked on Dec 3, 2024
Download(s) 50
58
checked on Dec 3, 2024
Google ScholarTM
Check
This item is licensed under a Creative Commons License
