• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 5
  • 4
  • Tagged with
  • 9
  • 6
  • 5
  • 3
  • 3
  • 3
  • 2
  • 2
  • 2
  • 2
  • 2
  • 2
  • 2
  • 2
  • 2
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
1

Fossilfri kommun : Hur Nässjö Affärsverk AB kan bli fossilfritt och hur utsläpp och energianvändning påverkas

Wilhelmsson, Elin January 2020 (has links)
Ungefär en tredjedel av varje svensks koldioxidutsläpp kommer från den offentliga sektorn, vilket gör att kommunala verksamheter, såsom Nässjö Affärsverk AB, har en viktig roll i omställningen till ett fossilfritt samhälle. Syftet med arbetet var därför att undersöka vad en omställning till fossilfri energi skulle få för effekter på primärenergianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter, med avseende på energibärarnas livscykler. Efter en analys av energiflödena visade sig de fossila energiflödena bestå av bensin, diesel, fordonsgas och eldningsolja. Resultatet visade att om dessa skulle ersättas med fossilfria alternativ, skulle användningen av primärenergi sjunka med 1,8% jämfört med år 2019, medan utsläppen av koldioxidekvivalenter skulle minska med 36,2%.Att NAV fortsatt skulle ha årliga utsläpp motsvarande 3 423 ton koldioxidekvivalenter beror på den fossila energi som används vid framställning av fossilfria energibärare. Fossilfrihet behöver alltså uppnås i energibärarnas hela livscykler för att NAV ska bli helt fossilfria.
2

Sveriges utveckling av förnybar elproduktion och dess miljöpåverkan

Le, Alex, Sträng, Alexandra January 2013 (has links)
Denna rapport är en litteratur- och källstudie med syfte att utforska den svenska förnybara elens utveckling. Förnybar energi är idag viktigt i samhället då den genererar den el som vi är i behov av, utan att påverka miljön i lika stor omfattning som tidigare energislag. Målet var att efter genomfört arbete, ha svar på hur Sveriges elmix ser ut och eventuellt kunna svara på hur den kan se ut till nästa generation. Vilka tekniska lösningar som används idag för respektive kraftslag är något som återges i rapporten. Alla kraftslag påverkar miljön på något vis. Rapporten beskriver dessa miljöpåverkan med hjälp av livscykelanalyser som pekar på var i produktions- och driftprocessen som den största påverkan sker. Vidare granskar rapporten den svenska elanvändningen och diskussioner har hållits på hur denna kan komma att påverka den framtida elproduktionen. Ett intressant ämne under arbetets gång var, huruvida en storskalig export av el till närliggande länder med hjälp av sjökablar var möjligt för Sverige. Studiens slutsats blev att det finns en väldigt stor utbyggnadspotential för ett flertal förnybara kraftslag. Dock bestämmer ett flertal styrmedel utbyggnadstakten. Även politiska beslut har ett stort inflytande för hur mycket förnybar elproduktion som kommer att finnas i framtiden. / This report is a literature and source study with the purpose of exploring the Swedish renewable electricity development. Renewable energy is today important in society as it generates the electricity that we are in need of, without affecting the environment to the same extent as fossil fuels. The objective of the report was to obtain the answer to how the Swedish electricity mix looks like and if possible, be able to answer how it might look for the next generation. The technologies used today in each type of power plant are something that is rendered in the report. All power production affects the environment in some way. The report describes the environmental impacts using life-cycle assessment that points out where in the production and operation process the greatest impact occurs. Furthermore, the report examines the Swedish use of electricity and discussions have been held on how this may affect the future electricity production. An interesting topic during the process of the report was whether a large-scale export of electricity to neighboring countries by means of submarine power cables, was possible for Sweden. The conclusion of the study was that there is a very significant potential for further development of the renewable power sources. However, means of control is one of the determining factors for the rate of expansion. Political decisions also have a major influence on the amount of renewable electricity that can be available in the future.
3

Grön uppvärmning av gröna hus : Hållbara uppvärmningsalternativ för växthusföretaget Svegro / Biofuel heating for greenhouses : Sustainable heating options for the greenhouse company Svegro

Hägvall, Kristoffer, Järn, Martin January 2014 (has links)
I takt med stigande oljepriser har ett av Sveriges största odlingsföretag Svegro bestämt sig för att byta ut sitt nuvarande värmesystem. Svegro består idag av växthus på ca 50 000 m2 på Thorslunda gård, Färingsö. Uppvärmningen sker idag med hjälp av oljeeldning samt den värmeenergi som omvandlas från växthuslampor. Det nya värmesystemet kommer att använda sig av ett annat förbränningsalternativ än mineralolja. Detta kommer göra det möjligt för Svegro att sänka sina energikostnader och minska miljöpåverkan genom reducerat koldioxidutsläpp. Kraven som ställs är att det nya värmesystemet ska kunna integreras med det befintliga värmesystemet och samtidigt leva upp till dagens ekologiska krav. Målet med bytet av värmesystem är att sänka energiförsörjningskostnaderna men också att klara av framtida högre ställda krav och miljömålsättningar. För att avgränsa rapporten har tre olika förbränningsalternativ behandlats där alla passar bra med den nuvarande vattenburna värmelösningen. Alternativen består av bioolja, pellets och flis. För att bestämma det bästa alternativet har en jämförelsestudie mellan de olika bränslena gjorts där faktorer som investeringskostnader, miljöpåverkan och bränsleeffektivitet beaktats. Utifrån analyserna av resultaten i rapporten föreslås pellets som det bäst lämpade systemet för Svegros anläggning. Enligt livskostnadsanalysen i rapporten kommer det nya systemet att ha betalat av sig efter 1,5 år och efter det kommer besparingar på ca 5,5 miljoner kr göras per år jämfört med om det befintliga systemet skulle bevaras. Det nya bränslet kommer utöver ekonomiska besparingar även minska CO2-utsläppen med ca 2300 ton per år. Konsekvenserna av att välja pellets som förbränningsalternativ är att man måste kombinera pelletsförbränningen med en biooljeuppvärmning, detta för att växterna ska klara av att överleva extremt kalla vinterdagarna. / While the oil price continues to increase, one of Sweden’s largest indoor growing companies Svegro has decided to replace their existing heating system. Svegro is a large green house with an area of approximately 50 000 m2 and is located at Thorslunda gård, Färingsö.The heating system today uses mineral oil and the heat from assimilation lamps. The new system will be using an alternative combustion fuel to the expensive mineral oil. This will make it possible for Svegro to lower their energy costs and reduce their environmental effect by lowering the emissions of carbon oxide.The requirements are that the new heating system should be able to be integrated with the already existing system and at the same time live up to today´s ecological requirements. The goal of replacing the heating system is to reduce the energy costs but also to manage future demands and environmental ambitions. In order to define some limitations for the reports we have chosen three different combustion options where all alternatives fit with the present heating distribution. The combustion options are biological oil, wood pellets and wood chips. To determine the best option a comparison between the different fuels has been done considering factors such as investment costs, environmental impact and fuel efficiency.Based on the analyzed results we suggest that wood pellets will be the most suitable fuel for Svegros facility and heating system. According to the lifecycle cost the new system will have paid off itself after 1,5 years. The savings made each year from changing fuel will be approximately 5,5 million SEK per year compared if the oil still was used. The new fuel will in addition to the financial savings also reduce the carbon dioxide emissions by 2300 tons per year.The consequence of choosing wood pellets as combustion fuel is that you have to combine the pellet burning with biofuel combustion. The combination will make it possible for the plants to survive extremely cold weather conditions during the winter.
4

Catalytic Steam Pyrolysis of Biomass for Production of Liquid Feedstock

Kantarelis, Efthymios January 2014 (has links)
The current societal needs for fuels and chemical commodities strongly depend on fossil resources. This dependence can lead to economic instabilities, political problems and insecurity of supplies. Moreover, global warming, which is associated with the massive use of fossil resources, is a dramatic “collateral damage” that endangers the future of the planet. Biomass is the main renewable source available today that can, produce various liquid, gaseous and solid products. Due to their lignocellulosic origin are considered CO2 neutral and thus can generate CO2 credits. Biomass processing can meet to the challenge of reducing of fossil resources by producing a liquid feedstock that can lessen the “fossil dependence” and /or meet the increased demand via a rapidly emerging thermochemical technology: pyrolysis. The ultimate goal of this process is to produce liquid with improved properties that could directly be used as liquid fuel, fuel additive and/or feedstock in modern oil refineries and petrochemical complexes. However, the liquids derived from biomass thermal processing are problematic with respect to their handling and end use applications. Thus, alternative routes of advanced liquid feedstock production are needed. Heterogeneous catalysis has long served the oil refining and petrochemical industries to produce a wide range of fuels and products. The combination of biomass pyrolysis and heterogeneous catalysis (by bringing in contact the produced vapours/liquids with suitable catalysts) is a very promising route. In this dissertation, the exploitation of biomass to produce of liquid feedstock via pyrolysis over a multifunctional catalyst and in a steam atmosphere is investigated.  Steam pyrolysis in a fixed bed reactor demonstrated that steam can be considered a reactive agent even at lower temperatures affecting the yields and the composition of all the products. The devolatilisation accelerates and the amount of final volatile matter in the char. Fast pyrolysis in the presence of steam results in improved and controlled thermal decomposition of the biomass; higher liquid yields and slightly deoxygenated liquid products are also obtained. Steam pyrolysis over a bi-metallic Ni-V catalyst can produce liquids of improved quality (lower O content) and also provide routes for selective deoxygenation. However, a decrease in liquid yield was observed. The combination of metal and acid catalysts (Ni-V/HZSM5) shows enhanced deoxygenation activity and increased H preservation in the produced liquid. The final O content in the liquid was 12.83wt% at a zeolite (HZSM5) loading of~75wt%; however, the yield of the obtained liquid was substantially decreased. Moreover, increased coke formation on the catalyst was observed at highest zeolite rate. The increased catalyst space time (τ) results in a lower liquid yield with reduced oxygen (7.79 wt% at τ =2h) and increased aromatic content. The coke deposited per unit mass of catalyst is lower for longer catalyst space times, while the char yield seems to be unaffected. The evaluation of the stability of the hybrid catalyst showed no significant structural defects and activity loss when the catalyst was regenerated at a low temperature (550οC). / Det nuvarande samhällets behov av bränslen och kemiska produkter är starkt knutet till fossila resurser. Detta beroende kan leda till ekonomisk instabilititet, politiska svårigheter och osäker leveranssäkerhet. Dessutom riskeras allvarliga skador i framtiden på grund av global uppvärmning, vilket är relaterat till det ökande och massiva användandet av fossila bränslen.   Biomassa är en förnybar resurs som är tillgänglig idag, möjlig att utnyttja för produktion av diverse flytande, gasformiga och fasta produkter. Dessa produkter, beroende på biogeniskt ursprung, betraktas som koldioxidneutrala och kan därför generera koldioxidkrediter. Processande av biomassa kan möta utmaningen av minskad fossilbränsleanvändning, genom produktion av flytande råvara som kan reducera beroendet och/eller möta ökad efterfrågan, via en snabbt expanderande termokemisk teknik - pyrolys.    Det slutgiltiga målet med en sådan process är att producera en flytande produkt med förbättrade egenskaper som direkt skulle kunna användas som flytande bränslen, bränsleadditiv och/eller som råmaterial i moderna oljeraffinaderier och petrokemiska komplex. Vätskor som utvinns från termiska processer är problematiska med avseende på hantering och slutanvändningen i olika applikationer, därmed behövs olika spår för produktion av avancerade flytande råvaror. Heterogena katalysen har länge tjänat raffinaderi- och petrokemisk industri, som producerar ett brett utbud av bränslen och produkter, lämpliga för säker användning. Kombinationen av biomassapyrolys och heterogen katalys  (genom att bringa pyrolysångorna i kontakt med en lämplig katalysator) är ett väldigt lovande spår. I denna avhandling undersöks användningen av biomassa för produktion av flytande råvara, via pyrolys över en flerfunktionel katalysator i ångatmosfär. Ångpyrolys i en fastbäddsreaktor visade att ånga kan betraktas som ett reaktivt medium,  även vid låga temperaturer, som påverkar utbyten och sammansättning av alla produkter. Avgasningen sker snabbare och den slutliga flykthalten i kolresterna blir lägren vid användning av ånga. Snabbpyrolys i ångatmosfär resulterar i förbättrad och mer kontrollerad termisk nedbrytning av biomassa, vilket ger ett högre vätskeutbyte och en något deoxygenerad flytande produkten. ångpyrolys i kombination med bimetalliska NiV-katalysatorer, ger upphov till en flytande råvara med förbättrad kvalitet och selektiv deoxygenering. Dock med ett minskande utbyte som följd. Kombinationen av metall och en sur katalysator (Ni-V/HZSM5) visade förstärkt deoxygenering med bibehållen vätehalt i den flytande produkten. Den slutliga syrehalten i vätskan var 12.83 vikt% vid en zeolithalt (HZSM5) på 75 vikt%, dock med ett kraftigt minskande vätskeutbyte. Dessutom noterades ökad koksbildning på katalysatormaterialet med den högsta zeolithalten. Ökad rymd-tid  för katalysatorn (τ) ger ett lägre vätskeutbyte med reducerad syrehalt (7.79 vikt% vid τ=2h) och ökad aromathalt. Koksbildning på ytan, per massenhet katalysatormaterial, minskade vid längre rymd-tider medan utbytet av kolrester förblev opåverkat.  Undersökningen av stabiliteten hos hybridkatalysatorn visade inga strukturella defekter och ingen signifikant minskad aktivitet efter regenerering vid låg temperatur (550οC). / Οι σύγχρονες ανάγκες της κοινωνίας για παραγωγή υγρών καυσίμων και χημικών προϊόντων εξαρτώνται από τους ορυκτούς πόρους. Αυτή η εξάρτηση μπορεί να οδηγήσει σε οικονομικά προβλήματα, πολιτκή αστάθεια, όπως επίσης και αβεβαιότητα στις προμήθειες της ενεργειακής εφοδιαστικής αλυσίδας. Επιπροσθέτως, μια δραματική «παράπλευρη απώλεια» η οποία θέτει σε κίνδυνο το μέλλον του πλανήτη είναι η υπερθέρμανσή του, η οποία έχει συσχετισθεί με την εκτεταμένη χρήση ορυκτών πόρων. Σήμερα, η βιομάζα είναι η μόνη ανανεώσιμη πηγή από την οποία μπορούν να παραχθούν υγρά, αέρια και στερεά προϊόντα, που λόγω της λιγνοκυταρρινικής τους προελεύσεως, η συνεισφορά τους στις εκομπές CO2 θεώρειται μηδενική. Η θερμοχημική επεξεργασία της βιομάζας συνεισφέρει στον περιορισμό της χρήσης ορυκτών πόρων, με την παραγωγή υγρών προϊόντων, τα οποία μπορούν να μειώσουν την εξάρτηση ή /και την αυξημένη ζήτηση μέσω μιας ταχέως αναπτυσόμενης τεχνολογίας, της πυρόλυσης. Στόχος της διεργασίας είναι η παραγωγή υγρών προϊόντων με ιδιότητες, που επιτρέπουν την απευθείας χρήση τους ως υγρά καύσιμα ή ως πρώτη ύλη, για την παραγώγη χημικών προϊόντων σε συγχρονες μονάδες διύλισης πετρελαίου και σε πετροχημικά συγκτροτήματα. Εν τούτοις, τα υγρά προϊόντα της θερμικής διάσπασης (πυρόλυση) είναι προβληματικά στη διαχείρηση και στις τελικές τους εφαρμογές, λόγω της σύστασής τους. Ως εκ τούτου, απαιτούνται νέες τεχνικές για παραγωγή προηγμένων υγρών προοϊόντων. Η ετερογενής κατάλυση έχει επιτυχώς εφαρμοσθεί στην πετρελαϊκή και χημική βιομηχανία, παράγοντας ένα μεγάλο εύρος προϊόντων. Ο συνδυασμός της με την πυρόλυση (φέρνοντας σε επαφη τα υγρά/ατμούς με κατάλληλο καταλύτη) αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη ενναλακτική. Στην παρούσα διατριβή μελετάται η αξιοποίηση βιομάζας για παραγωγή υγρών προϊόντων μέσω καταλυτικής πυρόλυσης, με χρήση πολυλειτουρικού καταλύτη (multi-functional catalyst) υπό την παρουσία ατμού. Η χρήση ατμου κατά τη διαρκειά πυρόλυσης βιομαζας σε αντιδραστήρα σταθερής κλίνης, μεταβάλει τη σύσταση των επιμέρους προϊόντων. Η παρουσία ατμού έχει ως αποτέλεσμα την ταχύτερη αποπτητικοποίηση του υλικού, ενώ παράλληλα η περιεκτικότητα του υπολειπόμενου εξανθρακώματος σε πτητικά είναι μικρότερη. Τα πειραματικά αποτελέσματα ταχείας πυρόλυσης σε αντιδραστήρα ρευστοστερεάς κλίνης δείχνουν ό,τι η χρήση ατμού βελτιώνει την θερμική διάσπαση της βιομαζας, αυξάνοντας την απόδοση σε υγρά προϊοντά, ενώ παράλληλα βοηθάει στην αποξυγόνωσή τους. Ο συνδυασμός της πυρόλυσης υπό την παρουσία ατμού και διμεταλλικού καταλύτη νικελίου–βαναδίου μπορεί να  βελτιώσει την ποιότητα των παραγόμενων υγρών (αποξυγόνωση) με παραλλήλη μείωση της απόδοσής τους, ενώ μπορεί να  παράγει προϊόντα εκλεκτικής αποξυγόνωσης. Συνδυασμός μεταλλικών και ζεολιθικών καταλυτών (Ni-V/HZSM5) εμφανίζει βελτιωμένη δραστικότητα στις αντιδράσεις αποξυγόνωσης, με παράλληλη συγκράτηση υδρογόνου (Η) στα υγρά προϊόντα. Η τελική περιεκτικότητα των υγρών προϊόντων σε οξυγόνου (Ο) μετά από 90 min αντίδρασης είναι 12.83 wt%, με περιεκτικότητα ζεόλιθου (ΗZSΜ5) ~75 wt% στον καταλύτη. Ωστόσο, η αυξηση της περεικτικότητας σε ζεόλιθο έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση των επικαθήσεων άνθρακα επάνω στον κατάλυτη, καθώς και την σημαντική μειώση της απόδοσης των υγρών προϊόντων (24.35wt% επι ξηρής βιομάζας).  Η αύξηση του χώρου χρόνου του καταλύτη (τ) έχει ως αποτέλεσμα: τη μείωση των υγρών προϊόντων, τη μείωση του περιεχόμενου Ο στα υγρά προϊόντα (7.79 wt% at τ =2h), την αύξηση των αρωματικών υδρογονανθράκων και τη μείωση του επικαθήμενου κωκ ανά μονάδα μάζας καταλύτη. Η απόδοση του εξανθρακώματος παρέμεινε πρακτικά αμετάβλητη. Η αναγέννηση του υβριδικού καταλύτη σε χαμηλές θερμοκρασιές (550οC) δεν επέφερε σημαντικές δομικές αλλαγές και απώλεια δραστικότητας. / <p>QC 20140306</p>
5

Evaluation of the new Power &amp; Biomass to Liquid (PBtL) concept for production of biofuels from woody biomass / Utvärdering av det nya Power &amp; Biomass to Liquid (PBtL) konceptet för produktion av biobränslen från träbaserad biomassa

Dahl, Robert January 2021 (has links)
I den här rapporten utvärderas det nya konceptet Power &amp; Biomass to Liquid (PBtL). PBtL är ett alternativ till den tidigare och mer etablerade Biomass to Liquid (BtL) processen. Med PBtL förbättras utbytet av kol jämfört med BtL genom att elektricitet läggs till i processen. Elektriciteten används för att producera H2, som används för att höja H2/CO förhållandet istället för att använda WGS som i vanlig BtL process. Rapporten är en del i ett större PBtL projekt som bedrivits vid Institutt for kjemisk prosessteknologi vid NTNU och på SINTEF. Utvärderingen utfördes genom flera simuleringar av lågtemperaturs Fischer-Tropsch reaktorer i simuleringsprogrammet Aspen Plus. Omvandling och katalytiska reaktorer utvecklades och togs fram i programmet. Produktfördelningen i omvandlingsreaktorn modellerades med ASF distribution theory tillsammans med en metod för sammanslagning av högre kolväten. Fördelningen av paraffiner, olefiner och oxygenater baserades på experimentella resultat från Shafer et al. som studerade en slurryreaktor under liknande förhållanden. Den kinetiska reaktorn modellerades med en variant av ASF fördelningsteori kallad ”consorted vinylene mechanism” från Rytter och Holmen. Reaktorerna adderades till förgasningsprocess, som utvecklats tidigare av PBtL gruppen, I förgasningsprocessen förgasas biomassa till syntesgas, dvs H2 och CO. För att möjliggöra en utvärdering av det efterföljande steget med separering av vax, mellandestillat och lättare kolväten så antogs en väl fungerande separation av Fischer-Tropsch produkterna. En enklare separation av med flash förångning gjordes också, dels för fortsättningen av PBtL processen och för att kunna studera tailgasrecirkulering. Ett mindre bidrag var studier av en torkningsprocess för biomassa innan inloppet till förgasningsprocessen. PBtL konceptet diskuterades även ur ett praktiskt perspektiv.  Resultaten visar att vid driftbetingelser på 210 °C, 25 bar och H2/CO = 1,95 så gav omvandlingsreaktorn en kolselektivitet för CH4 respektive C5+ på 14,77 respektive 75,40 mol% C. Högre temperatur, tryck och H2/CO förhållande i reaktorn resulterar i en högre kolselektivitet mot lägre kolväten. Vid samma driftbetingelser gav den katalysreaktorn en kolselektivitet för CH4 respektive C5+ på 7,612 respektive 86,00 mol% C. Resultaten visar att C8-C16 produktionen var högre än C17+ med avseende på molflöde men lägre beträffande massflöde för katalysreaktorn. Generellt så ökar kolselektiviteten med ökande kolnummer till ett maximum runt 13 för att sedan minska. / In this report, the new Power &amp; Biomass to Liquid (PBtL) concept was evaluated. The PBtL concept is a new alternative to the more well-established Biomass to Liquid (BtL) concept where electricity is added to the process. The main purpose for developing the PBtL is that the BtL process exhibits poor carbon efficiency compared to the PBtL process. The electricity here is used to produce H2 in electrolysis. The report is part of a larger PBtL project pursued for several years at the Department of Chemical Engineering at NTNU and SINTEF. The evaluation was done by simulating different types of low temperature Fischer-Tropsch reactors in simulation software Aspen Plus. A conversion reactor and a kinetic reactor was developed. A conversion reactor based on the result from the kinetic reactor was also developed.  The conversion-based reactor was modeled with the ASF distribution theory which describes the distribution of products formed in Fischer-Tropsch synthesis along with a method of lumping higher hydrocarbons. The distribution between paraffins, olefins and oxygenates was based on experimental data from Shafer et al. with similar operating condition with a Slurry reactor. The kinetic-based reactor was modeled with ASF distribution theory with a consorted vinylene mechanism previously described in Rytter and Holmen. The reactors were added to a process for which the biomass gasification section had previously been developed by the PBtL group. The Fischer-Tropsch products were as well separated in order to evaluate the subsequent step of separation of waxes, middle distillate and lighter hydrocarbons. This enabled the option of recycling of tail gas to the Fischer-Tropsch reactor to be evaluated. A smaller contribution included addition of a biomass dryer prior the biomass gasification section. The PBtL concept is also shortly discussed from a practical point-of-view.  It was found that for the operating condition of 210 °C, 25 bar and H2/CO = 1.95 for the conversion-based reactor yielded a carbon selectivity towards CH4 and C5+ of 14.77 and 75.40 mol C% respectively. For the same operating condition, the kinetic-based reactor yield a carbon selectivity towards CH4 and C5+ of 7.612 and 86.00 mol C% respectively. It could be seen from the conversion-based reactor that elevating temperature, pressure and H2/CO (to a certain extent) results in higher carbon selectivity towards lower hydrocarbons. From the product separation with the kinetic reactor, it was observed that C8-C16 production was higher than the C17+ production in terms of mole flow but lower in terms of mass flow. For both models, carbon selectivity increases with carbon number and peaks around carbon number 13 and then starts to decrease.
6

Modelling the Production of Biofuels via Olefins Oligomerisation / Process modellering av biodrivmedel produktion via olefiner oligomerisering

Mirzaei, Nima January 2020 (has links)
The technical feasibility of gasoline and diesel range hydrocarbons production through oligomerisation of olefins, starting from biomass with the intermediary steps of gasfication, water-gas shift reaction and syngas-to-olefins synthesis was investigated, through mathematical modelling and simulation on Matlab. The model for the gasifier was based on minimisation of Gibbs free energy and its results showed that higher carbon efficiencies could be achieved at lower pressures and steam inlet, and more inlet energy, by pre-heating the gasifying agents. The water-gas shift reactor was used to increase the ratio of hydrogen to carbon monoxide from the gasifier, before entering the syngas-to-olefins process. A 1-D model was employed to determine the concentration, temperature, and pressure profiles in the reactor. High inlet pressure and temperature were shown to be beneficial, by requiring smaller reactors for the desired ratios to be reached. Experimental data from scientific literature was used for empirical modelling of the Fischer-Tropsch reactor. Partial pressure of CO and H2 amounting to 1 bar, high temperature and H2/CO showed better production of the low olefins. A reaction mechanism and accordingly, rate equations were developed and employed in a plug-flow type reactor model, calculating the concentration profile of the olefins up to C20. High pressures were favourable for the production of heavier fractions, while elevated temperatures showed to cause more cracking of heavy hydrocarbons and consequently, less conversion. Based on the results of individual reactors, an integrated process flow diagram was suggested and optimised for maximum production of low olefins to the oligomerisation reactor (C2-4). The optimisation showed overall carbon efficiency of the process to be around 20%. The reason for this was associated with the choice of catalyst in the FTO process, due to its high selectivity to carbon dioxide. / Den tekniska genomförbarheten av bensin- och dieselproduktion genom oligomerisering av olefiner, från biomassa via förgasning, vatten-gasförskiftsreaktion och syngas-till-olefiner syntes undersöktes genom matematisk modellering och simulering på Matlab. Förgasningsmodellen baserades sig på Gibbs energi minimisering. Ju mindre förgasningstryck desto högre uppnås koleffektivitet. Vatten-gasskift reaktorn användas för att anpassa väte/kolmonoxid förhållande från förgasningsreaktorn till syngas till olefiner rektorn. En 1-D modell utvecklades och beräknade reaktorns koncentrationer, temperatur och tryckprofiler. Högre inlopps tryck och temperaturer leder till mindre reaktorer.   Experimentella data från vetenskaplig litteratur användes för att modellara Fischer-Tropsch reaktorn (syngas till olefiner). Partialt tryck av CO och H2 lika med 1 bar, hög temperatur och H2 / CO visade högre produktion av lätta olefiner. En reaktionsmekanism och följaktligen hastighetsekvationer utvecklades för oligomerisering och användades i en pluggflödesreaktor. Modellen beräknade koncentrationer profiler av olefiiner upp till C20.Högre tryck producerar tyngre fraktioner (diesel) medan högra temperaturer främjar krakning. Baserat på resultaten från enskilda reaktorer föreslogs ett integrerat processflödesdiagram och optimerades för maximal produktion av låga olefiner till oligomeriseringsreaktorn (C2-4). Optimeringen visade att den totala koleffektiviteten i processen var cirka 20%. Anledningen till detta var förknippat med valet av katalysator i FTO-processen på grund av dess höga selektivitet för koldioxid.
7

Fuel Transition for Gas Turbines : In a Changing European Energy Landscape

Langerak, Lovisa January 2023 (has links)
The transition to renewable energy sources is vital to mitigate global warming and achieve the climate targets set by the EU. The availability of natural gas in Europe is challenged due to the Russian invasion of Ukraine, leading to a shift towards fossil-free alternatives. In collaboration with Siemens Energy, this thesis investigates the availability of green fuels for gas turbines in Europe, specifically in Germany, Poland, and the UK. The methodology includes analysing literature, internal and official documents, and conducting a customer survey.  The fuel availability outlook indicates an upcoming expansion of hydrogen infrastructure, with Germany and the UK expected to have operational hydrogen infrastructure within the next 5-10 years. While green ammonia and e-methanol may have limited roles in the energy transition, ammonia's capacity to transport hydrogen makes it a potential energy carrier, and the existing distribution network could facilitate the early adoption of large-scale ammonia transportation. Biofuel availability varies across regions, feedstocks, and production methods, with biogas, biomethane and HVO showing significant potential. Natural gas remains the most cost-effective fuel until 2040, with blue hydrogen and ammonia, along with carbon capture, utilisation, and storage (CCUS), identified as the best alternative green fuels. After 2035, green hydrogen will emerge as the most cost-effective green option. The customer survey highlights the preference for hydrogen and ammonia, driven by governmental requirements and environmental responsibility. This study emphasises the promising transition fuels and the need to explore CCUS technologies' impact on fossil-based fuel prices.
8

Enhancing the Treatment of Systems Integration in Long-term Energy Models

Welsch, Manuel January 2013 (has links)
Securing access to affordable energy services is of central importance to our societies. To do this sustainably, energy systems design should be – amongst other things – environmentally compliant and reconcile with the integrated management of potentially limiting resources. This work considers the role for so-called 'Smart Grids' to improve the delivery of energy services. It deals with the integration of renewable energy technologies to mitigate climate change. It further demonstrates an approach to harmonise potentially conflicting energy, water and land-use strategies. Each presents particular challenges to energy systems analysis. Computer aided models can help identify energy systems that most effectively meet the multiple demands placed on them. As models constitute a simple abstraction of reality, it is important to ensure that those dynamics that considerably impact results are suitably integrated. In its three parts, this thesis extends long-term energy system models to consider improved integration between: (A) supply and demand through Smart Grids; (B) timeframes by incorporating short-term operating constraints into long-term models; and (C) resource systems by linking multiple modelling tools. In Part A, the thesis explores the potential of Smart Grids to accelerate and improve electrification efforts in developing countries. Further, a long-term energy system model is enhanced to investigate the Smart Grid benefits associated with a closer integration of supply, storage and demand-side options. In Part B, the same model is extended to integrate flexibility requirements. The benefits of this integration are illustrated on an Irish case study on high levels of wind power penetrations. In Part C, an energy model is calibrated to consider climate change scenarios and linkages with land-use and water models. This serves to assess the implications of introducing biofuels on the small island developing state of Mauritius. The thesis demonstrates that too weak integration between models and resource systems can produce significantly diverging results. The system configurations derived may consequently generate different – and potentially erroneous – policy and investment insights. / Säker och prisvärd tillgång till energitjänster är en central fråga för dagens samhällen. För att tillgodose samhällen med hållbara energitjänster bör energisystemen designas för att – bland annat – möta de miljömässiga kraven samt hantera potentiellt begränsade resurser. Den här avhandlingen undersöker de ”smarta” elnätens roll för bättre tillhandahållande av energitjänster. Avhandlingen behandlar integration av förnybar energiteknik för minskad klimatpåverkan samt demonstrerar ett tillvägagångssätt för att förena potentiellt motstridiga energi-, vatten- och markanvändningsstrategier. Dessa uppvisar särskilda utmaningar i energisystemanalyser. Datorstödda modeller kan användas för att identifiera energisystem som på effektivast sätt möter samhällets krav. Datorstödda modeller är, per definition, förenklingar av verkligheten och det är därför viktigt att säkerställa en korrekt representation av det verkliga systemets dynamik. Den här avhandlingen förstärker energisystemmodeller för långsiktsprognoser utifrån tre aspekter: förbättra integrationen av (A) tillgång och efterfrågan genom smarta elnät; (B) olika tidsaspekter genom att inkludera kortsiktiga operativa begränsningar; samt (C) resurssystem genom att sammanlänka olika modelleringsverktyg. I del A utforskades de smarta elnätens potential för att förbättra elektriska system i utvecklingsländer. En befintlig energisystemmodell förstärktes för att behandla smarta elnät och kan därmed fånga fördelarna förknippade med energilagring och energianvändning. I del B utvidgades en energisystemmodell för långsiktsprognoser med flexibilitet för kortsiktiga operativa begränsningar. En fallstudie fokuserad på ett vindkraftsdominerat irländskt elnät genomfördes för att demonstrera fördelarna av modellutvecklingen. I del C kalibrerades en energisystemmodell för att ta klimatscenarier i beaktande samt energisystemets kopplingar till markanvändning och vattenresurssystem. En fallstudie fokuserad på Mauritius energisystem genomfördes för att undersöka konsekvenserna av en potentiell introducering av biobränslen. Avhandlingen demonstrerar att undermålig integration av energimodeller och resurssystem kan leda till avsevärda avvikelser i resultaten. Slutsatser som dras utifrån dessa resultat kan därmed leda till vitt skilda – och potentiellt felaktiga – underlag för investeringar och energipolitiska rekommendationer. / <p>QC 20131118</p>
9

Ett perspektiv på förnybara bränslen och dess framtida implementeringar

Jonsson, Max January 2022 (has links)
Idag är marinindustrin helt beroende av fossila bränslen. I detta arbete har en kvalitativ litteraturstudie genomförts i syfte att presentera ett perspektiv på vad som skulle kunna vara realistiskt möjligt idag när det gäller användning av alternativa bränslen för att begränsa växthusgasutsläppen från sjöfartsindustrin. Det finns många olika bränslen som kan användas i antingen en förbränningsmotor eller i bränsleceller. Vätgas har den ultimata lösningen när det gäller hållbarhet på grund av den tekniska enkelheten i utvinningen och förutsägbara utsläpp. På grund av bristen på tekniska lösningar som säkerställer driftstabilitet och tillgång är vätgas inte möjligt att införa i stor industriell skala för närvarande. Metanol verkar ha en mer lovande framtid på kort sikt och sekundärt biobränslen, inklusive förnybar metanol, på lång sikt. Metanol har redan en befintlig infrastruktur och används redan som framdrivningsmedel i vissa fartyg. Just nu kommer nästan all metanol från fossila bränslen. Även om tillgången på metanol är fossil, bidrar den ändå till mindre utsläpp i en livscykel än av konventionellt marint bränsle gör. För det andra kan den produceras via en förnybar process som involverar biomassa bland annat. Andra biobränslen som biodiesel har liknande egenskaper som konventionell marin diesel och är förnybar, koldioxidneutral och kan produceras från en rad olika råvaror. Den geografiska spridningen av råvaror kan dock vara en utmaning för den lokala tillgången, men det betyder inte automatiskt att det inte kan distribueras över hela världen. Ett annat problem som är förknippat med biobränslen är tillgången på biomassa. Tillgången till biomassa är begränsad på grund av efterfrågan på mat, därför kommer produktion av icke-ätbara grödor som odlas för det enda syftet att producera biobränsle att behövas för att överkomma en eventuell tillgångsproblematik i framtiden. Mängden bränsle som marinindustrin efterfrågar kan sannolikt inte produceras från ett enda råmaterial i framtiden, så det är troligt att en blandning av olika biobränslen som produceras från olika råvaror kan vara en realistisk möjlighet i framtiden. / Today the marine industry is fully dependent on fossil fuels. In this paper a qualitative literature study has been performed to present a perspective of what could be realistically possible today in terms of usage of alternative fuels to limit the GHG-emissions caused by the marine shipping industry. There are a lot of different fuels than can be applied in either an internal combustion engine or in fuel cells. Hydrogen possesses the ultimate solution in terms of sustainability because of the technical simplicity of extraction and predictable emissions. However, due to the lack of technical solutions that will ensure operational stability and supply, hydrogen is not feasible on a large industrial scale at this time. Methanol seems to have a more promising future in short term and secondly biofuels, including renewable methanol, in the long term. Methanol already has an existing infrastructure and is already being used in ships. However, as of right now almost all methanol is derived from fossil fuels. Even though the supply of methanol is fossil, it still contributes to less emissions than of conventional marine fuel. Secondly it can be produced with a renewable process involving biomass. Other biofuels like biodiesel possess similar properties that of conventional marine diesel and is renewable, carbon neutral and can be produced from a range of different feedstocks. However, the geographic diffusion of feedstocks can be a challenge to local supply, but that does not automatically mean that it can’t be distributed worldwide. Another problem that is associated is with biofuels is the availability of biomass. Biomass availability is limited due to demand of food, hence production of non-edible crops that are grown for the sole purpose of biofuel production will be needed to overcome supply issues in the future. The volume of fuel that the marine industry demands likely can’t be produced from a single feedstock in the future so it’s likely that a blend of different biofuels produced from different feedstocks could be a possibility in the future.

Page generated in 0.4469 seconds