Skip to content

Design of a 50 kWE fluidized bubbling bed biomass gasification plant

The present work describes the procedure to calculate the most relevant parameters to design a 50 kW fluidized bed biomass gasification plant.
It assumes considerable importance considering that climate change is one of the most serious environmental problems that humanity faces. Global warming is threatening the world's ecosystems, the sustainable development and the welfare of mankind. Scientific studies show that the planet will face irreversible human and natural disaster if atmospheric concentrations of CO2 continues above 350 parts per million.
Gasification process has been used for different application areas such as power generation, gaseous and liquid fuel production or chemical production. But the production of gas having high calorific value, high H2 and CO content together with high fuel conversion ratio and gas efficiency are the main targets to be realized in the design and operation.
Gasification is a thermo-chemical process that converts biomass into a combustible gas called contains Carbon Monoxide, Hydrogen, Methane, Water vapor, Carbon Dioxide, Nitrogen, tar vapor, Carbon and ash particles. Gasification produces a medium or high heating value gas, depending mainly on the gasifying used medium. Syngas contains from 70 up to 90 percent of the energy originally present in the biomass feedstock. The syngas can be burned directly by heating or drying, or it can be burned in a boiler to produce steam or hot water. Syngas can be converted into bio-fuel by mean of the fischer tropsch process. Cyclones, heat exchangers and filters remove tars and particulate matter contained in the syngas. The clean syngas is suitable for use in an internal combustion engine, gas turbine or other application requiring a clean and high-quality gas. Electric power generation is possible by a gasification plant with an internal combustion engine, a gas turbine or a fuel cell. Use of producer gas in a fuel cell requires reforming clean syngas into Hydrogen ions and carbon monoxide. Fuel cells produce electricity and thermal energy from hydrogen through an electrochemical conversion process. Nowadays gasification technology is still in the development stage. Optimal gasification requires dry biomass with a uniform size and a moisture’s content no higher than 20 percent. Biomass gasification is a multi-stage process, divided by steps: in the first stage, called drying, water steam is evaporated, dry biomass is pyrolised; in the second step called pyrolysis, heat vaporizes the volatile components of biomass in the absence of air at temperatures ranging from 300° to 500° C. Pyrolysis gas is composed by Carbon Monoxide, Hydrogen, Methane, volatile Tars, Carbon Dioxide, water and moreover from 10 to 25 percent of the original fuel mass is converted into charcoal; the thirds step is the combustion, part of charcoal is burned and it produces the heat required by the all other processes, this process is carried out at temperatures in the range of 600 to 1400 ºC; finally there is one last stage called char conversion or reduction when the charcoal residue from the pyrolysis stage reacts with carbon dioxide and water steam, producing mainly carbon monoxide and hydrogen.
Biomass is a term for all organic material that stems from plants (including algae, trees and crops). It is produced by green plants converting sunlight into plant material through photosynthesis and includes all land and water - based vegetation, as well as all organic wastes.
The biomass gasification is a clean process able to produce synthesis gas with a LHV and higher output per unit of feedstock. The energy from biomass has solved two fundamental problems that plague other forms of renewable energy such as solar and wind power, the difficulty of storage energy and the capacity of produce energy when it is needed. Energy can be easily storage on and the continuity of supply is guaranteed by the fact energy from biomass can be adjusted and interruptible at any time.

One of the advantages of biomass gasification is the ability to turn raw material resources and waste into a useful fuel without having to rely on specialized crops and not subtract therefore land of basic agriculture, being able to take advantage of the use of uncultivated land or areas of low agricultural production value.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista
Mostra/Nascondi contenuto.
9 1. INTRODUCTION The biomass gasification is a clean process able to produce synthesis gas with a LHV and higher output per unit of feedstock. The energy from biomass has solved two fundamental problems that plague other forms of renewable energy such as solar and wind power, the difficulty of storage energy and the capacity of produce energy when it is needed. Energy can be easily storage on and the continuity of supply is guaranteed by the fact energy from biomass can be adjusted and interruptible at any time. (Puig-Arnavat, et al., 2013) Gasification process has been used for different application areas such as power generation, gaseous and liquid fuel production or chemical production. But the production of gas having high calorific value, high H2 and CO content together with high fuel conversion ratio and gas efficiency are the main targets to be realized in the design and operation. In the recent years, several studies have been performed to validate the design and to optimize the operation conditions of coal and/or biomass gasification processes. (Aydar, et al., 2014) Gasification is a thermo-chemical process that converts biomass into a combustible gas called contains Carbon Monoxide, Hydrogen, Methane, Water vapor, Carbon Dioxide, Nitrogen, tar vapor, Carbon and ash particles. Gasification produces a medium or high heating value gas, depending mainly on the gasifying used medium. Syngas contains from 70 up to 90 percent of the energy originally present in the biomass feedstock. The syngas can be burned directly by heating or drying, or it can be burned in a boiler to produce steam or hot water. Syngas can be converted into bio-fuel by mean of the fischer tropsch process. Cyclones, heat exchangers and filters remove tars and particulate matter contained in the syngas. The clean syngas is suitable for use in an internal combustion engine, gas turbine or other application requiring a clean and high-quality gas. Electric power generation is possible by a gasification plant with an internal combustion engine, a gas turbine or a fuel cell. Use of producer gas in a fuel cell requires reforming clean syngas into Hydrogen ions and carbon monoxide. Fuel cells produce electricity and thermal energy from hydrogen through an electrochemical conversion process. Nowadays gasification technology is still in the development stage. Optimal gasification requires dry bi oma s s w i t h a un i f or m s i z e a nd a moi s t ure ’ s c ont e nt no hi gh e r t ha n 20 pe r c e nt . Biomass gasification is a multi-stage process, divided by steps: in the first stage, called drying, water steam is evaporated, dry biomass is pyrolised; in the second step called pyrolysis, heat vaporizes the volatile components of biomass in the absence of air at temperatures ranging from 300° to 500° C. Pyrolysis gas is composed by Carbon Monoxide, Hydrogen, Methane, volatile Tars, Carbon Dioxide, water and moreover from 10 to 25 percent of the original fuel mass is converted into charcoal; the thirds step is the combustion, part of charcoal is burned and it produces the heat required by the all other processes, this process is carried out at temperatures in the range of 600 to 1400 ºC; finally there is one last stage called char conversion or reduction when the charcoal residue from the pyrolysis stage reacts with carbon dioxide and water steam, producing mainly carbon monoxide and hydrogen. One of the advantages of biomass gasification is the ability to turn raw material resources and waste into a useful fuel without having to rely on specialized crops and not subtract therefore land of basic agriculture, being able to take advantage of the use of uncultivated land or areas of low agricultural production value.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista
Il miglior software antiplagio

L'unico servizio antiplagio competitivo nel prezzo che garantisce l'aiuto della nostra redazione nel controllo dei risultati.
Analisi sicura e anonima al 100%!
Ottieni un Certificato Antiplagio dopo la valutazione.

Informazioni tesi

  Autore: Stefano Silvestrini
  Tipo: Laurea II ciclo (magistrale o specialistica)
  Anno: 2015-16
  Università: Università degli Studi di Napoli - Federico II
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria gestionale
  Relatore: Rita Maria Antonia Mastrullo
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 135

FAQ

Per consultare la tesi è necessario essere registrati e acquistare la consultazione integrale del file, al costo di 29,89€.
Il pagamento può essere effettuato tramite carta di credito/carta prepagata, PayPal, bonifico bancario.
Confermato il pagamento si potrà consultare i file esclusivamente in formato .PDF accedendo alla propria Home Personale. Si potrà quindi procedere a salvare o stampare il file.
Maggiori informazioni
Ingiustamente snobbata durante le ricerche bibliografiche, una tesi di laurea si rivela decisamente utile:
  • perché affronta un singolo argomento in modo sintetico e specifico come altri testi non fanno;
  • perché è un lavoro originale che si basa su una ricerca bibliografica accurata;
  • perché, a differenza di altri materiali che puoi reperire online, una tesi di laurea è stata verificata da un docente universitario e dalla commissione in sede d'esame. La nostra redazione inoltre controlla prima della pubblicazione la completezza dei materiali e, dal 2009, anche l'originalità della tesi attraverso il software antiplagio Compilatio.net.
  • L'utilizzo della consultazione integrale della tesi da parte dell'Utente che ne acquista il diritto è da considerarsi esclusivamente privato.
  • Nel caso in cui l’utente che consulta la tesi volesse citarne alcune parti, dovrà inserire correttamente la fonte, come si cita un qualsiasi altro testo di riferimento bibliografico.
  • L'Utente è l'unico ed esclusivo responsabile del materiale di cui acquista il diritto alla consultazione. Si impegna a non divulgare a mezzo stampa, editoria in genere, televisione, radio, Internet e/o qualsiasi altro mezzo divulgativo esistente o che venisse inventato, il contenuto della tesi che consulta o stralci della medesima. Verrà perseguito legalmente nel caso di riproduzione totale e/o parziale su qualsiasi mezzo e/o su qualsiasi supporto, nel caso di divulgazione nonché nel caso di ricavo economico derivante dallo sfruttamento del diritto acquisito.
L'obiettivo di Tesionline è quello di rendere accessibile a una platea il più possibile vasta il patrimonio di cultura e conoscenza contenuto nelle tesi.
Per raggiungerlo, è fondamentale superare la barriera rappresentata dalla lingua. Ecco perché cerchiamo persone disponibili ad effettuare la traduzione delle tesi pubblicate nel nostro sito.

Scopri come funziona »

DUBBI? Contattaci

Contatta la redazione a
[email protected]

Ci trovi su Skype (redazione_tesi)
dalle 9:00 alle 13:00

Oppure vieni a trovarci su


Non hai trovato quello che cercavi?


Abbiamo più di 45.000 Tesi di Laurea: cerca nel nostro database

Oppure consulta la sezione dedicata ad appunti universitari selezionati e pubblicati dalla nostra redazione

Ottimizza la tua ricerca:

  • individua con precisione le parole chiave specifiche della tua ricerca
  • elimina i termini non significativi (aggettivi, articoli, avverbi...)
  • se non hai risultati amplia la ricerca con termini via via più generici (ad esempio da "anziano oncologico" a "paziente oncologico")
  • utilizza la ricerca avanzata
  • utilizza gli operatori booleani (and, or, "")

Idee per la tesi?

Scopri le migliori tesi scelte da noi sugli argomenti recenti


Come si scrive una tesi di laurea?


A quale cattedra chiedere la tesi? Quale sarà il docente più disponibile? Quale l'argomento più interessante per me? ...e quale quello più interessante per il mondo del lavoro?

Scarica gratuitamente la nostra guida "Come si scrive una tesi di laurea" e iscriviti alla newsletter per ricevere consigli e materiale utile.


La tesi l'ho già scritta,
ora cosa ne faccio?


La tua tesi ti ha aiutato ad ottenere quel sudato titolo di studio, ma può darti molto di più: ti differenzia dai tuoi colleghi universitari, mostra i tuoi interessi ed è un lavoro di ricerca unico, che può essere utile anche ad altri.

Il nostro consiglio è di non sprecare tutto questo lavoro:

È ora di pubblicare la tesi