شماره مدرك
20987
شماره راهنما
2459 دكتري
پديد آورنده
جعفري گوهرگان، مريم
عنوان
آناليز فني و اقتصادي و ارزيابي چرخه حيات پالايشگاه زيستي بر مبناي ضايعات زيتون
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
مهندسي شيمي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
هشت،204 ص
توصيفگر ها
پالايشگاه زيستي , بيواتانول , بيوگاز , ضايعات زيتون , تحليل فني-اقتصادي , ارزيابي چرخه حيات
تاريخ ورود اطلاعات
1404/12/06
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
دانشكده
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/07
كد ايرانداك
23211396
چكيده فارسي
ضايعات زيتون با وجود پتانسيل بالا براي توليد سوخت زيستي، معمولاً دفن يا سوزانده ميشوند و مشكلات زيستمحيطي ايجاد ميكنند. اين پژوهش امكانسنجي فني، اقتصادي و زيستمحيطي توليد بيواتانول، بيوگاز، بيوديزل و ليگنين تقريباً خالص از انواع ضايعات زيتون را در سناريوها و روشهاي مختلف پيشفرآوري بررسي كرده است. مؤثرترين روشهاي حذف ليگنين، پيشفرآوري با حلال آلي و حلال آلي كاتاليزشده با اسيد بودند. پنج سناريو با خوراكهاي مختلف (هسته، برگ، كنجاله، چوب و مخلوط آنها) ارزيابي شد. در سري اول، بيواتانول محصول اصلي و بيوگاز محصول جانبي بود؛ در سري دوم، بيوگاز محصول اصلي در نظر گرفته شد. نتايج شبيهسازي و تحليل اقتصادي نشان داد كمترين قيمت معادل بنزين مربوط به سناريوي پنجم (سري اول: در محدوده 78/1-41/0 دلار بر ليتر) و (سري دوم: در محدوده 91/1-1/0 دلار بر ليتر) و بيشترين آن مربوط به سناريوي اول (سري اول: در محدوده 09/2-93/0دلار بر ليتر) و (سري دوم: در محدوده 1- 65/0 دلار بر ليتر) است. بالاترين هزينه سرمايهگذاري و بهرهبرداري نيز در پيشفرآوري با فسفريك اسيد (سناريوي پنجم) و كمترين هزينهها در حالت بدون پيشفرآوري مشاهده شد. بهينهترين حالت، استفاده از 160 هزار تن در سال مخلوط ضايعات زيتون با دوره بازگشت سرمايه حدود 3/3 تا 5/3 سال (در پيشفرآوري آب داغ يا بدون پيشفرآوري) بود. توليد همزمان بيواتانول-بيوگاز-بيوديزل به دليل پايين بودن روغن كنجاله زيتون از نظر اقتصادي توجيهپذير نبود. ارزيابي چرخه حيات نشان داد عملكرد زيستمحيطي زيرسناريوها در شاخصهاي سلامت انسان، زيستبومها، منابع و گرمايش جهاني روندي مشابه دارد. زيرسناريوي 1-1-3 بهترين عملكرد را در همه شاخصها نشان داد، در حالي كه زيرسناريوهاي 1-1-2 و 1-1-4 ضعيفترين نتايج را ثبت كردند و زيرسناريوهاي 1-1-1 و 1-1-5 عملكردي متوسط داشتند. در مجموع، نتايج نشان ميدهد راهاندازي پالايشگاه زيستي براي توليد بيواتانول-بيوگاز يا بيوگاز از ضايعات زيتون از نظر اقتصادي و زيستمحيطي قابل توجيه است.
چكيده انگليسي
Olive wastes, despite their high potential for biofuel production, are commonly landfilled or incinerated, leading to significant environmental concerns. This study investigates the technical, economic, and environmental feasibility of producing bioethanol, biogas, biodiesel, and nearly pure lignin from various types of olive wastes under different scenarios and pretreatment methods. The most effective lignin removal methods were organosolv pretreatment and acid-catalyzed organosolv pretreatment. Five scenarios with different feedstocks (stone, leaf, pomace, wood, and their mixture) were evaluated. In the first series, bioethanol was considered the main product and biogas the by-product; in the second series, biogas was regarded as the main product. Simulation and economic analysis results indicated that the lowest gasoline-equivalent price was associated with Scenario 5 (first series: 0.41–1.78 USD/L; second series: 0.10–1.91 USD/L), whereas the highest values corresponded to Scenario 1 (first series: 0.93–2.09 USD/L; second series: 0.65–1.00 USD/L). The highest capital and operating costs were observed for phosphoric acid pretreatment (Scenario 5), while the lowest costs were obtained under the no-pretreatment condition. The optimal configuration corresponded to processing 160,000 tons per year of mixed olive waste, achieving payback periods of approximately 3.32 and 3.55 years under hot-water pretreatment and no pretreatment, respectively. The simultaneous production of bioethanol, biogas and biodiesel was not economically feasible due to the low oil content of olive pomace. Life cycle assessment results demonstrated that the environmental performance of the sub-scenarios followed a similar trend across the impact categories of human health, ecosystems, resources, and global warming. Sub-scenario 3-1-1 exhibited the best performance in all impact categories, whereas sub-scenarios 2-1-1 and 4-1-1 showed the weakest results, and sub-scenarios 1-1-1 and 5-1-1 demonstrated moderate performance. Overall, the findings indicate that establishing a biorefinery to produce bioethanol, biogas, or biogas from olive wastes is economically and environmentally viable.
استاد راهنما
محسن محمدي , ارجمند مهرباني زين آباد
استاد مشاور
كيخسرو كريمي
استاد داور
محمد هادي جزيني , حميدرضا شاه وردي , محمد علي اسداللهي