Preliminary Design of a Municipal Solid Waste Biorefinery for Environmentally Friendly NH₃ Production

( 0 đánh giá )
Miễn phí

MSW được xử lý sơ bộ, tách tái chế, rồi khí hóa bằng không khí để tạo syngas giàu H₂ và CO.

  • Syngas được làm sạch qua hệ lọc bụi, hấp phụ H₂S bằng than hoạt tính và ZnO, chuyển CO thành H₂ bằng phản ứng shift, rồi tách CO₂ và N₂ bằng PSA.
  • - PSA gồm 6 lớp hấp phụ: silica gel, than hoạt tính, zeolite 5A; H₂ được thu hồi 75%, CO₂ có thể tái sử dụng trong khí hóa.
  • - Khí sạch được nén và đưa vào chu trình Haber-Bosch để tổng hợp NH₃, với hồi lưu khí chưa phản ứng.
  • - Mô hình AMR được xây dựng bằng MATLAB, sau đó chuyển thành metamodel để tích hợp vào EMSO.
  • - Tối ưu hóa flowsheet với 3 phương án cấp năng lượng: turbine hơi, động cơ đốt trong, và động cơ điện.
  • - Phương án dùng động cơ đốt trong có hiệu quả kinh tế tốt nhất: sản xuất 21.21 tấn NH₃/ngày, chi phí đầu tư ~46.3 triệu USD, chi phí vận hành ~4.2 triệu USD/năm.
  • - Giá bán NH₃ tối thiểu để đạt NPV = 0 là 2350 USD/tấn, cao hơn giá thị trường (~500 USD/tấn).
  • - Phân tích RTEA cho thấy: nếu giảm giá thiết bị khí hóa và tăng quy mô dân số phục vụ (>620,000 người), dự án có thể khả thi cho chính quyền địa phương với IRR từ 0–4%.
  • - Ưu điểm: giảm CH₄ phát thải từ bãi rác, tạo NH₃ từ nguồn không hóa thạch, thúc đẩy tái chế và tạo việc làm (>100 lao động/nhà máy).