مشخصات پژوهش

عنوان	توسعه مدل و شبیه سازی فرآیند هضم بی هوازی با استفاده از نرم افزار ASPEN-PLUS
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	هضم بی هوازی، بیوگاز، مدل ADM1 ، اسپن پلاس، شبیه سازی ، ضایعات جامد شهری، هضم ترکیبی
چکیده	بیوگاز عمدتاً ترکیبی از متان و دی اکسید کربن است که توسط هضم بی هوازی مواد آلی تولید می شود. متان به دلیل ارزش حرارتی بالا، یک ترکیب غنی از انرژی محسوب می شود و می تواند برای اهداف مختلف مانند گرمایش، پخت و پز و تولید برق استفاده شود. اگر بیوگاز ارتقا یابد (بهبود استاندارد)، می تواند به عنوان سوخت خودرو نیز استفاده شود. بیوگاز پس از چهار مرحله پیچیده شامل هیدرولیز اسیدزایی، استوژنز و متانوژنز به دست می آید. تولید بیوگاز تحت تأثیر عوامل متعددی مانند نرخ بارگذاری آلی، زمان ماند هیدرولیکی، نسبت کربن به نیتروژن، pH، آمونیاک، دما و اختلاط قرار دارد. مطالعه این عوامل علاوه بر واکنش های متابولیکی باکتریایی که در هضم یا تخمیر بی هوازی دخیل هستند، در مطالعات تجربی پیچیده است. با این حال این عوامل و متابولیسم در هضم بی هوازی را می توان با کمک مدل ها تفسیر کرد. شبیه سازی فرآیندهای مختلف توسط صنایع و محققان به خوبی مورد استقبال قرار می گیرند، زیرا می توانند فرایند واقعی را به دقت پیش بینی کنند و هزینه های انجام شبیه سازی بسیار ارزان تر است. در این مطالعه، یک مدل شبیه سازی فرایند با استفاده از اسپن پلاس ورژن 8.8 توسعه داده شده است. اسپن پلاس یک نرم افزار شبیه سازی فرایندهای شیمیایی است که برای طراحی، بهینه سازی و شبیه سازی فرایندهای شیمیایی و صنعتی استفاده می شود. در این مدل از 46 واکنش استفاده شد که واکنش های هیدرولیز بر اساس درصد تبدیل و سایر واکنش ها بر اساس سینتیک وارد شدند سه نوع خوراک شامل کود حیوانی، ضایعات جامد شهری و هضم ترکیبی شبیه سازی شد. مراحل شبیه سازی به طور کلی 5 قسمت بود. لیست مواد، واکنش ها، مدل ترمودینامیکی و مقدار خواصی که به صورت دستی وارد شدند برای هر سه خوراک یکسان می باشد. تفاوت در جریان های ورودی و شرایط عملیاتی است که به ترتیب بسته به نوع خوراک و همچنین شرایط عملیاتی متغیر است. از آنجایی که بازه ترکیب درصد بیوگاز تولیدی بسیار متفاوت و گسترده است در این شبیه سازی ها تمرکز بر نرخ خروجی گاز می باشد. به طور کلی نتایج شبیه سازی این مطالعه خطای کمی در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی سایر مقالات داشت. بعلاوه اینکه در پژوهش حاضر تاثیر پارامترها بررسی و بحث شد که با استفاده از آنها می توان به طور نسبی به مقدار بهینه پارامترها دست یافت. همچنین نتایج حاکی از قرار گرفتن
پژوهشگران	مجید رسولی (استاد راهنما)، امیر شیخی (دانشجو)