Date palm waste gasification in downdraft gasifier and simulation using ASPEN HYSYS

Bassyouni, M.; Hasan, Syed Waheed ul; Abdel‐Aziz, M.H.; Abdel-Hamid, S.M.S.; Naveed, Shahid; Hussain, Arshad; Ani, Farid Nasir

doi:10.1016/j.enconman.2014.08.061

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“…A Figura 2 apresenta os dados simulados do modelo proposto e os dados experimentais obtidos por Bassyouni et al (2014) em relação à influência da temperatura do reator na composição dos produtos H 2 , CO, CO 2 e CH 4. . Pode-se observar que os dados obtidos do modelo ajustam-se, com grande precisão, aos dados experimentais, principalmente em relação ao CO e CO 2 .…”

Section: Apresentação E Discussão Dos Resultadosunclassified

“…A tendência da curva de pontos simulados para o H 2 não é a mesma dos pontos experimentais, diferentemente de CO e CO 2 ; a curva de pontos simulados para o CH 4 possui tendência mais similar à dos pontos experimentais conforme o aumento da temperatura. O modelo proposto por Bassyouni et al (2014) não obteve êxito ao simular o comportamento das curvas de CO e CO 2 com o aumento da temperatura, cujos pontos destoaram-se dos pontos experimentais. Em relação aos gases hidrogênio e metano, o comportamento de ambas as curvas da simulação tornou-se mais similar ao das curvas experimentais conforme o aumento da temperatura.…”

Section: Apresentação E Discussão Dos Resultadosunclassified

“…O modelo utilizado neste trabalho foi uma modificação do modelo utilizado por Bassyouni et al (2014), que realizaram experimentos de gaseificação da biomassa de tamareira paralelamente à execução de um modelo do processo construído com o auxílio do software Aspen Hysys.…”

Section: Metodologiaunclassified

“…Vapor é alimentado ao sistema por meio de duas correntes, STEAM1 e STEAM2, sendo a razão entre as vazões mássicas de STEAM2 e STEAM1 igual a 1,18. O separador COLUMN1 é responsável por separar componentes voláteis (corrente VOLATIL) do enxofre e sólidos (correntes SULFUR e SOLIDS, respectivamente) segundo a composição das folhas de tamareira apresentada por Bassyouni et al (2014). A água não consumida no reator BM é eliminada do processo por meio da corrente de purga WATER.…”

Section: Metodologiaunclassified

“…Sua madeira também é aproveitada, assim como suas folhas, que são utilizadas na manufatura de cordas e cestos, o que demonstra a grande aplicabilidade desta planta. Bassyouni et al (2014) utilizaram folhas de tamareira como biomassa para a produção de gás de síntese a partir do processo de gaseificação. Tal processo envolve a oxidação parcial de uma fonte de carbono, como carvão, gás natural ou biomassa, originando produtos como CO 2 , CH 4 , CO e H 2 , sendo a mistura de CO e H 2 também conhecida como gás de síntese.…”

Section: Introductionunclassified

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Simulação De Gaseificação De Biomassa De Tamareira Para Produção De Gás De Síntese

Oliveira¹,

Santos

2015

Anais Do Congresso Brasileiro De Engenharia Química Em Iniciação Científica - Cobeq IC 2015

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RESUMO -A simulação do processo de gaseificação da biomassa de tamareira foi realizada utilizando-se o software Aspen Plus 8.4 com o objetivo de verificar a influência da temperatura do gaseificador e da razão vapor-biomassa na composição de saída dos produtos H 2 , CO, CO 2 e CH 4 . Foi verificado que a temperatura tem pouca influência sobre a produção de H 2 , mas afeta a formação de CO e CO 2 . A razão vapor-biomassa tem pouca influência na formação de H 2 , mas o aumento dessa razão afeta a produção de CO e CO 2 . Os resultados de simulação apresentaram boa concordância com os dados experimentais. INTRODUÇÃOSegundo Gepts (2002), tamareira (Phoenix dactylifera) é uma palmeira de cultivo milenar e atualmente distribuída em regiões tropicais de todo o mundo. Registros históricos demonstram sua utilização por civilizações do Egito e Mesopotâmia desde 5000 a 6000 A.C. Seu fruto, a tâmara, é composta de 80% de açúcares, o restante consistindo de proteínas, gorduras e minerais, tais como cobre, enxofre, ferro e magnésio. Sua madeira também é aproveitada, assim como suas folhas, que são utilizadas na manufatura de cordas e cestos, o que demonstra a grande aplicabilidade desta planta. Bassyouni et al. (2014) utilizaram folhas de tamareira como biomassa para a produção de gás de síntese a partir do processo de gaseificação. Tal processo envolve a oxidação parcial de uma fonte de carbono, como carvão, gás natural ou biomassa, originando produtos como CO 2 , CH 4 , CO e H 2 , sendo a mistura de CO e H 2 também conhecida como gás de síntese.O processo de gaseificação ocorre em gaseificadores, que podem ser classificados em: gaseificadores de leito fixo e de leito fluidizado. Dentre os gaseificadores de leito fixo, há diferentes configurações, de acordo com o sentido da corrente de ar em relação à corrente de alimentação de biomassa: updraft (fluxo contracorrente), downdraft (concorrente) ou crossflow (fluxo cruzado) (Ciferno e Marano, 2002). Os gaseificadores de leito fluidizado, por sua vez, são divididos entre gaseificadores de leito fluidizado borbulhante (LFB) e de leito fluidizado circulante (LFC).As condições operacionais do processo de gaseificação, em geral, afetam a composição de saída da corrente de produtos. Por exemplo, Kumar et al. (2009) afirmam que o aumento da razão vapor-biomassa e o consequente aumento da pressão de vapor de água no sistema favorece as reações de formação de gás de síntese, de deslocamento gás-água e de reforma do metano, ocasionando um aumento da produção de H 2 . O aumento da temperatura, por sua vez,

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Simulação De Gaseificação De Biomassa De Tamareira Para Produção De Gás De Síntese

Oliveira¹,

Santos

2015

Anais Do Congresso Brasileiro De Engenharia Química Em Iniciação Científica - Cobeq IC 2015

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Techno‐economic viability analysis of a downdraft gasification system for hydrogen production from date molasses waste in Iraq

Malik Abbas,

Dakhel Alhassany,

Vera

et al. 2023

Biofuels Bioprod Bioref

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In the current study, a fixed‐bed downdraft gasifier was used, in addition to gas cleaning and treatment units, to evaluate hydrogen production from the waste from a date molasses factory. Date pits and pomace were gasified at a temperature of 800°C with oxygen‐rich air and standard air as the gasifying agents. Simulations were performed using the Cycle‐Tempo simulation tool. The impact of many process parameters (air–fuel ratio, gasification temperature, moisture content, oxygen concentration and temperature of the water–gas shift) on gas composition was investigated. The economic evaluation of hydrogen production is also discussed in this paper. Depending on the operating conditions, the results indicate that gasification of biomass in oxygen‐rich air improves hydrogen yield compared with air gasification of biomass. Over the range of operating conditions examined, the maximum hydrogen production reached 45.86% for pits and 35.81% for pomace from gasification with oxygen‐rich air while the H2 content reached 36.71 and 28.72% respectively for air gasification of pits and pomace. The cost analysis for the date waste gasification unit showed that the hydrogen production cost is $3/kg for date pits and $4/kg for pomace. The production of hydrogen from date molasses manufacturing waste helps to lessen reliance on fossil fuels and is an environmentally beneficial alternative source of renewable energy.

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Introduction to the modeling of complex chemical reaction equilibrium using gPROMS® and GAMS®

Garma,

Sioud,

Binous

et al. 2024

Comp Applic In Engineering

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In the present paper several aspects of the simulation of complex chemical equilibrium are discussed, using two research and educational software: gPROMS® and GAMS®. All computations are performed to boost the understanding of chemical engineering students, undergraduate, and graduate, of the complex concepts behind both thermo‐chemical processes and optimization techniques. Four case studies with varying levels of difficulty illustrate the proposed methodology and robustness of the modeling systems: Catalytic steam reforming of bio‐ethanol at high temperatures. Partial oxidation of naphthalene using either air or pure oxygen. Supercritical water gasification of Microalga Spirulina. Dry and mixed reforming of glucose.Our results indicate that the use of optimization tools offered bygPROMS® and GAMS®software are useful and efficient tools to calculate the chemical and phase equilibrium by minimizing the Gibbs energy, provided that adequate initial guesses are used. Furthermore, the computational time spent in the calculations was generally quite short. The obtained equilibrium compositions are benchmarked using the ubiquitous process simulators: ASPEN‐Plus® and/or ASPEN‐Hysys® as well as data available from the open literature. We obtained excellent agreement between our results and their counterpart obtained using ASPEN‐Plus®. In the last part of this manuscript, authors share their experience in supervising senior term projects on the subject. A questionnaire was used to collect qualitative and quantitative feedback from the nine students involved in the projects. Their responses to a questionnaire focused on the chemical engineering thermodynamics theory as well as software usage during their investigations. This questionnaire demonstrates that students can overcome mathematical complexity by either using mathematical software or equivalent modeling systems (e.g., Matlab®, Mathematica©, gPROMS®, and GAMS®).

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Date palm waste gasification in downdraft gasifier and simulation using ASPEN HYSYS

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Introduction to the modeling of complex chemical reaction equilibrium using gPROMS® and GAMS®

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