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Thermodynamic analysis of novel methanol polygeneration systems for greenhouses

Elie Antar et Étienne Robert

Article de revue (2023)

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Abstract

This work presents the modeling and thermodynamic analysis of two novel small-scale polygeneration systems that are capable of simultaneously converting residual biomass to methanol (MeOH), electricity, heat and a CO2-rich stream for agricultural greenhouses. The first system is based on a downdraft gasifier, while the second relies on a dual fluidized bed (DFB) gasifier. Both configurations leverage the H2, O2, and electricity generation capabilities of reversible solid oxide cells (RSOCs). The Aspen Plus process simulator is used to model the thermodynamic performance of the proposed polygeneration systems, which operate at total efficiencies ranging from 83.9 to 85.0%. From a biofuel and electrical efficiency perspective, the system based on a DFB gasifier is superior, providing the added benefit of enabling carbon capture and storage, as a N2-free stream with a molar purity exceeding 90% CO2 is generated, which could be readily liquefied or sequestered.

Mots clés

Polygeneration systems; Methanol; Carbon dioxide; Biomass gasification; Reversible fuel cells

Sujet(s): 2100 Génie mécanique > 2100 Génie mécanique
2100 Génie mécanique > 2102 Dynamique
2300 Combustibles et technologie de l'énergie > 2303 Autres sources d'énergie (combustibles solaire, éolien, etc.)
Département: Département de génie mécanique
Organismes subventionnaires: Trottier Energy Institute (Trottier scholarship and project grant), CRSNG/NSERC
Numéro de subvention: PGSD3-546588-2020
URL de PolyPublie: https://publications.polymtl.ca/6637/
Titre de la revue: Biomass Conversion and Biorefinery (vol. 13, no 9)
Maison d'édition: Springer
DOI: 10.1007/s13399-021-01678-5
URL officielle: https://doi.org/10.1007/s13399-021-01678-5
Date du dépôt: 05 juil. 2021 13:57
Dernière modification: 25 sept. 2024 17:27
Citer en APA 7: Antar, E., & Robert, É. (2023). Thermodynamic analysis of novel methanol polygeneration systems for greenhouses. Biomass Conversion and Biorefinery, 13(9), 8033-8046. https://doi.org/10.1007/s13399-021-01678-5

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