Presentation of Experimental Biomass Gasification with Minimizing Gibbs Free Energy Mathematical Model

• Autorzy: Pavlenko Anatoliy , Slowak Anna Maria

Warianty tytułu

PL

Prezentacja eksperymentalnego procesu zgazowania biomasy z modelem matematycznym minimalizacji energii swobodnej Gibbsa

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper consists the results from the conducted experiment and the mathematical model of it. The presented process is biomass gasification and the modelling is based on complex parameter that is maximum thermodynamic efficiency and use the Gibbs free energy function and Lagrange multiplier. Referring to European Union strategy in terms of energy use it is highly recommended to increase the share of renewable energy in total energy production. The biomass is one of the most important sources of energy. Listed above methods of mathematical calculations let as define the composition of the gas produced and the efficiency that was reached. Also the precision of the model was evaluated. The effect of the work done is the possibility to use it to state the best condition for the process of biomass gasification technology.

PL

Artykuł przedstawia wyniki przeprowadzonego eksperymentu i jego model matematyczny. Przedstawiony proces dotyczy zgazowania biomasy, a modelowanie opiera się na złożonym parametrze, jakim jest maksymalna wydajność termodynamiczna, z wykorzystaniem funkcji energii swobodnej Gibbsa i mnożnika Lagrange'a. Nawiązując do strategii Unii Europejskiej w zakresie zużycia energii, zdecydowanie zaleca się zwiększenie udziału energii odnawialnej w całkowitej produkcji energii. Biomasa jest jednym z najważniejszych źródeł energii. Wymienione powyżej metody obliczeń matematycznych pozwalają określić skład wytwarzanego gazu i osiągniętą wydajność. Oceniono także precyzję modelu. Efektem wykonanych prac jest możliwość określenia najlepszych warunków prowadzenia procesu technologii zgazowania biomasy.

Słowa kluczowe

EN

gasification; pyrolysis; biomass; regenerative energy; synthetic gas; mathematical modeling; Gibbs energy

PL

gazyfikacja; piroliza; biomasa; energia odnawialna; gaz syntetyczny; modelowanie matematyczne; energia Gibbsa

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2020
• Tom: Tom 22, cz. 2
• Strony: 880--891
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Pavlenko Anatoliy

• Kielce University of Technology, Poland

autor

Slowak Anna Maria

• Kielce University of Technology, Poland

Bibliografia

• Christus, Jeya, Singh, V., Joseph, Sekhar, S., Thyagarajan, K. (2014). Performance studies on downdraft gasifier with biomass energy sources available in remote villages. American Journal of Applied Sciences, 11(4), 611-622.
• Jarungthammachote, S., Dutta A. (2008). Equilibrium modeling of gasification: Gibbs free energy minimization approach and its application to spouted bed and spoutfluid bed gasifiers. Energy Conversion and Management, 49, 1345-1356.
• Kaosol, T., Sohgrathok, N. (2013). Enhancement of biogas production potential for anaerobic codigestion of wastewater using decanter cake. Am. J. Agric. Biol. Sci., 7, 494-502.
• Koroneos, C., Lykidou, S. (2011). Equilibrium modeling for a dοwndraft biomass gasifier for cotton stalks biomass in comparison with experimental data. Journal of Chemical Engineering and Materials Science, 2(4), 61-68.
• Lavrov, N.V. (1957). Physicochemical principles of combustion and gasification of fuel. M. Metallurgizdat, 288.
• Li, X., Grace, J.R., Watkinson, A.P., Lim, C.J., Ergudenler, A. (2001). Equilibrium modeling of gasification: a free energy minimization approach and its application to a circulating fluidized bed coal gasifier. Fuel, 80(2), 195-207.
• Malakahmad, A, Nasrudin, S.B., Zain, S.M. (2013). Anaerobic transformation of biodegradable waste; simultaneous production of energy and fertilizer. Am. J. Environ. Sci. 9, 113-119.
• Miao, Q., Zhu, J., Barghi, Sh., Wu, Ch., Yin, X., Zhou, Zh. (2013). Modeling biomass gasification in circulating fluidized beds: Model sensitivity analysis. International Journal of Energy and Power, 2(3), 57-63.
• Pavlenko, A. (2019). Change of emulsion structure during heating and boiling International. Journal of Energy for a Clean Environment, 20(4), 291-302.
• Pavlenko, A., Koshlak, H. (2019). Heat and mass transfer during phase transitions in liquid mixtures [Przenoszenie ciepła i masy podczas przemian fazowych w mieszaninach ciekłych], Rocznik Ochrona Środowiska, 21(1), 234-249.
• Puah, CW., Choo, Y.M., Ong, S.H. (2013). Production of palm oil with methane avoidance at palm oil mill: A case study of cradle-to-gate life cycle assessment. Am. J. Applied Sci. 10, 1351-1355.
• Skoulou, V., Zabaniotou, A., Stavropoulos, G., Sakelaropoulos, G. (2008). Syngas production from olive tree cuttings and olive kernels in a downdraft fixed-bed gasifier. International Journal of Hydrogen Energy, 33, 1185-1194.
• Yang, W., Ponzio, A., Lucas, C., Blasiak, W., (2006). Performance analysis of a fixedbed biomass gasifier using high-temperature air. Fuel Processing Technology, 87, 235-245.
• Zainal, Z.A., Ali, R., Lean, C.H., Seetharamu, K.N. (2001). Prediction of performance of a downdraft gasifier using equilibrium modeling for different biomass materials. Energy Conversion and Management, 42, 1499-1515.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).