Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tích hợp các quy trình chuyển đổi nhiệt hóa để sản xuất năng lượng từ chất thải: Một tổng quan
Tóm tắt
Như một chiến lược để giảm thiểu biến đổi khí hậu và các vấn đề về chất thải, sản xuất năng lượng từ chất thải đã nhanh chóng nổi lên. Chuyển đổi nhiệt hóa là một quy trình sản xuất năng lượng từ chất thải được sử dụng rộng rãi, liên quan đến việc phân hủy cấu trúc chất thải ở nhiệt độ cao trong môi trường có oxy hoặc không có oxy. Việc tích hợp các quy trình chuyển đổi nhiệt hóa khác nhau sẽ nâng cao hiệu suất tổng thể trong việc thu hồi năng lượng từ các chất thải. Để tối đa hóa sự nâng cao hiệu suất sản xuất năng lượng từ chất thải, việc lựa chọn cấu hình hệ thống chuyển đổi nhiệt hóa là rất quan trọng. Hiểu rõ các cấu hình có thể có của các quy trình chuyển đổi chất thải nhiệt hóa hỗn hợp (ví dụ, nhiệt phân, khí hóa, cacbon hóa thủy nhiệt và reforming pha lỏng) là cần thiết để phát triển và phổ biến thêm các quy trình chuyển đổi chất thải nhiệt hóa tích hợp hỗn hợp. Để đạt được điều này, chúng tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan có hệ thống về các hệ thống chuyển đổi chất thải nhiệt hóa hỗn hợp hiện có, tích hợp các quy trình chuyển đổi nhiệt hóa khác nhau để sản xuất năng lượng từ chất thải. Các thách thức và các gợi ý nghiên cứu trong tương lai liên quan đến các quy trình chuyển đổi chất thải nhiệt hóa tích hợp cũng được thảo luận.
Từ khóa
#sản xuất năng lượng từ chất thải #chuyển đổi nhiệt hóa #tích hợp quy trình #nhiệt phân #khí hóa #cacbon hóa thủy nhiệt #reforming pha lỏngTài liệu tham khảo
K. D. Sharma and S. Jain, Soc. Responsib. J., 16, 917 (2020).
J. Han, J. Byun, O. Kwon and J. Lee, Renew. Sust. Energ. Rev., 160, 112336 (2022).
L. Sun, W Liu, M. Fujii, Z. Li, J. Ren and Y. Dou, An overview of waste-to-energy: Feedstocks, technologies and implementations, Waste-to-energy, Ren, J., ed., Academic Press, 1 (2020).
N. B. Klinghoffer, N. J. Themelis and M. J. Castaldi, Waste to energy (wte): An introduction, Waste to energy conversion technology, Klinghoffer, N. B. and Castaldi, M. J., eds., Woodhead Publishing, 3 (2013).
A. Chauhan and R. P. Saini, Renew. Sust. Energ.. Rev, 59, 388 (2016).
J.-Y. Kim, H. W Lee, S. M. Lee, J. Jae and Y.-K. Park, Bioresour. Technol., 279, 373 (2019).
H. W Ryu, D. H. Kim, J. Jae, S. S. Lam, E. D. Park and Y.-K. Park, Bioresour. Technol, 310, 123473 (2020).
O. Ali Qamar, F. Jamil, M. Hussain, A. a. H. Al-Muhtaseb, A. Inayat, A. Waris, P. Akhter and Y.-K. Park, Chem. Eng. J, 454, 140240 (2023).
M. W. Seo, S. H. Lee, H. Nam, D. Lee, D. Tokmurzin, S. Wang and Y.-K. Park, Bioresour. Technol., 343, 126109 (2022).
S. You, Y. S. Ok, S. S. Chen, D. C. W Tsang, E. E. Kwon, J. Lee and C.-H. Wang, Bioresour. Technol., 246, 242 (2017).
J. Lee, D. Choi, E. E. Kwon and Y. S. Ok, Energy, 137, 412 (2017).
J. Lee, A. K. Sarmah and E. E. Kwon, Production and formation of biochar, Biochar from biomass and waste, Ok, Y. S., Tsang, D. C. W., Bolan, N. and Novak, J. M., eds., Elsevier, 3 (2019).
X. L. Yin, C. Z. Wu, S. P. Zheng and Y. Chen, Biomass Bioenergy, 23, 181 (2002).
M. Hiloidhari and D. C. Baruah, Energy Sustain. Dev., 15, 214 (2011).
S. Shackley, S. Carter, T. Knowles, E. Middelink, S. Haefele and S. Haszeldine, Energy Policy, 41, 618 (2012).
L. Cutz, G. Berndes and F. Johnsson, Biofuels, Bioprod. Bioref., 13, 1289 (2019).
S. Carley, Energy Policy, 37, 3071 (2009).
C. Park, E.-S. Jang and Y.-M. Kim, Korean J. Chem. Eng. (2023), doi: https://doi.org/10.1007/s11814-022-1305-y.
J. Lai, Y. Meng, Y. Yan, E. Lester, T. Wu and C. H. Pang, Korean J. Chem. Eng., 38, 2235 (2021).
M. A. A. Khalid, N. Abdullah, M. N. M. Ibrahim, R. M. Taib, S. J. M. Rosid, N. M. Shukri, N. Yahaya and W. N. B. W. Abdullah, Korean J. Chem. Eng., 39, 1487 (2022).
P. Malik, M. Awasthi and S. Sinha, Int. J. Energy Res., 45, 3464 (2021).
G. Chen, J. Andries, H. Spliethoff, M. Fang and P. J. van de Enden, Sol. Energy, 76, 345 (2004).
Y. Liu and Y. Liu, Environ. Sci. Technol., 39, 3855 (2005).
S. Ashok, Renew. Energy, 32, 1155 (2007).
J. L. Bernal-Agustín and R. Dufo-López, Renew. Sust. Energ. Rev., 13, 2111 (2009).
X. Wang, A. Palazoglu and N. H. El-Farra, Appl. Energy, 143, 324 (2015).
J. Lee, K.-Y. A. Lin, S. Jung and E. E. Kwon, Chem. Eng. J., 452, 139218 (2023).
J. Lee, S. Kim, S. You and Y.-K. Park, Renew. Sust. Energ. Rev., 178, 113240 (2023).
P. Tanger, J. Field, C. Jahn, M. DeFoort and J. Leach, Front. Plant Sci., 4, 218 (2013).
B. R. Pinkard, D. J. Gorman, K. Tiwari, E. G. Rasmussen, J. C. Kramlich, P. G. Reinhall and I. V. Novosselov, Heliyon, 5, e01269 (2019).
S. Valizadeh, H. Hakimian, A. Farooq, B.-H. Jeon, W-H. Chen, S. Hoon Lee, S.-C. Jung, M. Won Seo and Y.-K. Park, Bioresour. Technol., 365, 128143 (2022).
T. Maneerung, X. Li, C. Li, Y. Dai and C.-H. Wang, J. Clean. Prod., 188, 69 (2018).
A. F. Sotoodeh, F. Ahmadi, Z. Ghaffarpour, M. Ebadollahi, H. Nasrollahi and M. Amidpour, Sustain. Energy Technol Assess., 49, 101649 (2022).
S. Safarian, R. Unnthorsson and C. Richter, Energy, 197, 117268 (2020).
S. Lee, J.-C. Seo, H.-J. Chun, S. Yang, E.-h. Sim, J. Lee and Y. T. Kim, Catal. Sci. Technol., 12, 5814 (2022).
R. Houston, N. Labbé, D. Hayes, C. S. Daw and N. Abdoulmoumine, React. Chem. Eng., 4, 1814 (2019).
J. R. Phillips, R. L. Huhnke and H. K. Atiyeh, Fermentation, 3, 28 (2017).
N. Lee, J. Joo, K.-Y. A. Lin and J. Lee, J. Environ. Chem. Eng., 9, 106362 (2021).
C. Park, N. Lee, J. Kim and J. Lee, Environ. Pollut., 270, 116045 (2021).
C. Park, N. Lee, I.S. Cho, B. Ahn, H.K. Yu and J. Lee, Korean J. Chem. Eng., 39, 3343 (2022).
D. Lee, H. Nam, M. Won Seo, S. Hoon Lee, D. Tokmurzin, S. Wang and Y.-K. Park, Chem. Eng. J., 447, 137501 (2022).
S. Kim, N. Lee, S. W. Lee, Y. T. Kim and J. Lee, Chem. Eng. J., 412, 128626 (2021).
S. Pyo, Y.-M. Kim, Y. Park, S. B. Lee, K.-S. Yoo, M. Ali Khan, B.-H. Jeon, Y. Jun Choi, G. Hoon Rhee and Y.-K. Park, J. Ind. Eng. Chem., 103, 136 (2021).
Y. Lee, S.W. Lee, Y.F. Tsang, Y.T. Kim and J. Lee, Chem. Eng. J., 387, 124194 (2020).
S. Kim, J. Byun, H. Park, N. Lee, J. Han and J. Lee, Energy, 241, 122876 (2022).
S. W. Banks and A. V. Bridgwater, Catalytic fast pyrolysis for improved liquid quality, Handbook of biofuels production (second edition), Luque, R., Lin, C. S. K., Wilson, K. and Clark, J., eds., Wood-head Publishing, 391 (2016).
J. Lee, K.-H. Kim and E. E. Kwon, Renew. Sust. Energ. Rev., 77, 70 (2017).
H. Tan, C. T. Lee, P. Y. Ong, K. Y. Wong, C. P. C. Bong, C. Li and Y. Gao, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 1051, 012075 (2021).
S. Kim, E. E. Kwon, Y. T. Kim, S. Jung, H. J. Kim, G. W. Huber and J. Lee, Green Chem., 21, 3715 (2019).
S. T. Yoganandham, G. Sathyamoorthy and R. R. Renuka, Emerging extraction techniques: Hydrothermal processing, Sustainable seaweed technologies, Torres, M. D., Kraan, S. and Dominguez, H., eds., Elsevier, 191 (2020).
H.S. Kambo and A. Dutta, Renew. Sust. Energ. Rev., 45, 359 (2015).
H. Ahmed Baloch, S. Nizamuddin, M. T. H. Siddiqui, N. M. Mubarak, D. K. Dumbre, M. P. Srinivasan and G. J. Griffin, J. Environ. Chem. Eng., 6, 6589 (2018).
A. Funke and F. Ziegler, Biofuels, Bioprod. Bioref., 4, 160 (2010).
J. G. Lynam, M. Toufiq Reza, V. R. Vasquez and C. J. Coronella, Fuel, 99, 271 (2012).
S.S. Qureshi, Premchand, M. Javed, S. Saeed, R. Abro, S. A. Mazari, N. M. Mubarak, M. T. H. Siddiqui, H. A. Baloch and S. Nizamuddin, Korean J. Chem. Eng., 38, 797 (2021).
T. Ariyawansha, D. Abeyrathna, T. Ahamed and R. Noguchi, Biomass Conv. Bioref., 12, 27 (2022).
Z. Yao and X. Ma, Energy, 141, 1156 (2017).
R. D. Cortright, R. R. Davda and J. A. Dumesic, Nature, 418, 964 (2002).
G. Wen, Y Xu, Z. Xu and Z. Tian, Catal. Commun., 11, 522 (2010).
G. Wen, Y. Xu, Q. Liu, C. Wang, H. Liu and Z. Tian, Catal. Lett., 141, 1851 (2011).
M. B. Valenzuela, C. W Jones and P. K. Agrawal, Energy Fuels, 20, 1744 (2006).
G. Zoppi, G. Pipitone, R. Pirone and S. Bensaid, Catal. Today, 387, 224 (2022).
R. R. Davda, J. W Shabaker, G. W Huber, R. D. Cortright and J. A. Dumesic, Appl. Catal. B: Environ., 56, 171 (2005).
P. D. Vaidya and J. A. Lopez-Sanchez, ChemistrySelect, 2, 6563 (2017).
A. Fasolini, R. Cucciniello, E. Paone, F. Mauriello and T. Tabanelli, Catalysts, 9, 917 (2019).
G. Pipitone, G. Zoppi, R. Pirone and S. Bensaid, Int. J. Hydrog. Energy, 47, 151 (2022).
L. He, J. Yang and D. Chen, Hydrogen from biomass: Advances in thermochemical processes, Renewable hydrogen technologies, Gandia, L. M., Arzamendi, G. and Diéguez, P. M., eds., Elsevier, Amsterdam, Netherlands, 111 (2013).
R. Alipour Moghadam, S. Yusup, W. Azlina, S. Nehzati and A. Tavasoli, Energy Convers. Manag., 87, 670 (2014).
N. Gil-Lalaguna J. L. Sánchez, M. B. Murillo, M. Atienza-Martínez and G. Gea, Energy, 76, 652 (2014).
N. Gil-Lalaguna, J. L. Sánchez, M. B. Murillo, E. Rodríguez and G. Gea, Chem. Eng. J., 248, 373 (2014).
N. Gil-Lalaguna, J. L. Sánchez, M. B. Murillo, V. Ruiz and G. Gea, Fuel, 129, 147 (2014).
K. Im-orb, T. Detchusananard, P. Ponpesh and A. Arpornwichanop, Energy Procedia, 142, 204 (2017).
Z. Chen, S. Gao and G. Xu, Appl. Energy, 208, 1527 (2017).
B. Dai, L. Zhang, J.-f. Cui, A. Hoadley and L. Zhang, Fuel Process. Technol., 155, 21 (2017).
J. Zhang, M. Ren, X. Li, Y. Ge, F. Gao, H. Chen, Q. Hao and X. Ma, Int. J. Hydrog. Energy, 44, 19742 (2019).
M. Faraji and M. Saidi, Int. J. Hydrog. Energy, 46, 18844 (2021).
M. Faraji and M. Saidi, Process Saf. Environ. Prot., 171, 874 (2023).
Q.-a. Xiong, Y. Zhang, Y. Huang, J. Li and W. Zhang, Fuel, 324, 124650 (2022).
M. Yan, Y. Liu, Y. Song, A. Xu, G. Zhu, J. Jiang and D. Hantoko, Energy, 242, 123054 (2022).
A. S. Oliveira, A. Sarrión, J. A. Baeza, E. Diaz, L. Calvo, A. F. Mohedano and M. A. Gilarranz, Chem. Eng. J., 442, 136301 (2022).
M. Rezaei and M. Mehrpooya, Energy Convers. Manag., 161, 35 (2018).
T. Detchusananard, N. Wuttipisan, P. Limleamthong, P. Prasert-charoensuk, F. Maréchal and A. Arpornwichanop, Energy Convers. Manag., 258, 115465 (2022).
H.I. Abdel-Shafy and M.S.M. Mansour, Egypt. J. Pet., 27, 1275 (2018).
S. Kathi, Bioenergy from phytoremediated phytomass of aquatic plants via gasification, Bioremediation and bioeconomy, Prasad, M. N. V., ed., Elsevier, Amsterdam, Nederland, 111 (2016).
M. Asadullah, Renew. Sust. Energ. Rev., 29, 201 (2014).
B. Buragohain, P. Mahanta and V. S. Moholkar, Renew. Sust. Energ. Rev., 14, 73 (2010).