Simulation and life cycle assessment of algae gasification process in dual fluidized bed gasifiers
Simulation and life cycle assessment of algae gasification process in dual fluidized bed gasifiers
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双流化床气化炉藻类气化过程的模拟和生命周期评估
DOI：
10.1039/c4gc01698j
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
9.8
通讯作者：
Azadi P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Azadi P
我们目前的模拟结果为藻类衍生的合成气的生产使用双流化床（DFB）气化炉。进行了全局敏感性分析，以确定关键输入参数（即藻类组成，气化温度，给水含量，蒸汽与生物质的比例，燃料-空气当量比）对产品收率的影响。藻类油含量从0至40重量%变化，以说明不同的藻类菌株和气化过程之前不同程度的油提取。研究发现，合成气的低热值（LHV）通常在15至22 MJ kgalgae-1范围内，在很大程度上取决于藻油含量。该工艺的冷气效率（CGE）在75%至90%的范围内变化，主要取决于原料水含量和蒸汽与生物质的比率。从摇篮到坟墓的生命周期评估表明，由含有20至40重量%油馏分的藻类原料生产的合成气的碳足迹在70至195 g CO2 MJ-1的范围内。然而，通过利用太阳能的干燥阶段的脱碳将碳足迹降低到低于40 g CO2 MJ-1的值，这将有利地与通过天然气的蒸汽重整产生的合成气的碳足迹（即，约100 g CO2 MJ-1）相比较。
We present simulation results for the production of algae-derived syngas using dual fluidized bed (DFB) gasifiers. A global sensitivity analysis was performed to determine the impact of key input parameters (i.e. algae composition, gasification temperature, feed water content, steam-to-biomass ratio, and fuel-air equivalence ratio) on the product yields. The algae oil content was varied from 0 to 40 wt% to account for different algae strains and varying extents of oil extraction prior to the gasification process. It was found that the lower heating value (LHV) of syngas, typically ranging from 15 to 22 MJ kgalgae−1, is heavily dependent on the algae oil content. The cold gas efficiency (CGE) of the process varies over a range of 75 to 90%, depending primarily on the feedstock water content and steam-to-biomass ratio. A cradle-to-grave life cycle assessment indicated that the carbon footprint of syngas produced from algae feedstocks with 20 to 40 wt% oil fraction that is dried by a gas-fired dryer lies within a range of 70 to 195 g CO2 MJ−1. However, decarbonization of the drying stage via utilization of solar energy reduce the carbon footprint to values below 40 g CO2 MJ−1, which would compare favorably with the carbon footprint of syngas produced via steam reforming of natural gas (i.e. ∼100 g CO2 MJ−1).
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