مدل‌سازي عددي امحاء و گازسازي ضايعات پلاستيكي غيرقابل‌بازيافت پلي‌اتيلن و پلي‌پروپيلن و آناليز ارزش گاز سنتزي حاصله

Numerical modeling of destruction and gasification of non-recyclable Polyethylene and polypropylene plastic waste and evaluation of the value of the resulting synthetic gas

نتيجه رهاسازي پسماندهاي پلاستيكي در طبيعت كه حدود 300 تا 1000 سال تجزيه آن‌ها طول مي‌كشد، مي‌تواند منجر به نابودي محيط‌زيست گردد. يكي از روش‌هاي امحاء و معدوم‌سازي اين پسماندها، فرآيند گازسازي است، كه از اوايل قرن بيست و يكم ميلادي به منظور تبديل ضايعات به گازسنتزي با ارزش حرارتي مناسب مورد توجه علاقه‌مندان به مطالعات تبديل انرژي و محيط‌زيست قرار گرفته است. در تحقيق حاضر، مطالعه مدل‌سازي مبتني بر ترموديناميك تعادلي به منظور امحاء و گازسازي ضايعات غيرقابل‌بازيافت پلي‌اتيلن و پلي‌پروپيلن با استفاده از نرم‌افزار شبيه‎ساز اسپن‌پلاس صورت گرفت.4 زير فرآيند اصلي گازسازي يعني‌خشك‌كردن، پيروليز، احتراق جزيي و احياء به ترتيب از ماژول‌هاي R-Yield و ماژول R-Gibbs استفاده شد، و در ﻧﻬﺎﯾﺖ ﺑﻠﻮك احتراق و احياء از ﻧﻮع SSPLIT اﻧﺘﺨﺎب ﺷﺪ. اساس فرآيندهاي شيميايي در هر بالك بر مبناي كمينه‌سازي انرژي گيبس بود. اين مدلسازي فرآيند گازسازي در راكتور بستر ثابت در نسبت هم‌ارزي 4/0 و در بازه دمايي 800 تا ℃2000 بررسي شد. مدلسازي فرآيند گازسازي با عامل گازسازي هوا صورت گرفت و مشاهده شد، درصدحجمي گاز H2 تشكيل‌شده در دماي از 800 تا ℃2000 از 1/5 به 9/11‌% افزايش مي‌يابد. همچنين به طور مشابه براي CO نيز اين مقدار حجمي از 8/15 به 8/24‌% حجمي تغيير كرد. ارزش حرارتي بالا (HHV) گاز سنتزي نيز با افزايش دما از مقدار243/3 تا MJ/kg 684/5 تغيير مي‌كند. همچنين معلوم شد، نقطه بهينه عملكردي راكتور دماي ℃1700 مي‌باشد؛ كه در اين دما بازده گاز سرد (CGE) گاز سنتزي 42درصد است. نتايج حاصل از اين مدل‌سازي تطابق قابل قبولي با مطالعات تجربي پيشين دارد.