Συντάχθηκε 02-02-2026 10:14
Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 04/02/2026 15:00
Λήξη: 04/02/2026 16:00
ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Όνοματεπώνυμο Φοιτητή: Κωνσταντίνος Ιωάννης Μυτιληναίος
Α.Μ.: 2006050009
Ημερομηνία Παρουσίασης: 04/02/2026
Ώρα: 15:00
Αίθουσα: Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης:
https://tuc-gr.zoom.us/j/95669185021?pwd=bFpoJatrcLjbphEracLKTk7GVjTHMP.1
Θέμα ΔE «ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΕΡΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΠΡΩΤΟΒΑΘΜΙΩΝ & ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΩΝ ΒΙΟΣΤΕΡΕΩΝ»
Title «COMPARATIVE EVALUATION OF PRIMARY AND SECONDARY BIOSOLIDS GASIFICATION»
Επιβλέπων: Πέτρος Γκίκας
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1 Πέτρος Γκίκας
2 Ιωάννης Γεντεκάκης
3 Δημήτριος Γουρνής
Περίληψη:
Η διαχείριση των βιοστερεών, παραπροϊόντων της επεξεργασίας αστικών λυμάτων, αποτελεί ένα κρίσιμο περιβαλλοντικό και ενεργειακό ζήτημα. Αυτό συμβαίνει τόσο λόγω της συνεχούς αύξησης της παραγόμενης ποσότητας όσο και της επιτακτικής ανάγκης για μείωση του περιβαλλοντικού και ενεργειακού τους αποτυπώματος. Η αεριοποίηση αναδεικνύεται ως μια εναλλακτική και βιώσιμη θερμοχημική μέθοδος για την ενεργειακή τους αξιοποίηση. Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του έργου LIFE B2E4sustainable-WWTP, με σκοπό τη συγκριτική αξιολόγηση της αεριοποίησης πρωτοβάθμιων και δευτεροβάθμιων βιοστερεών ως καύσιμης ύλης, αναζητώντας απαντήσεις στα ερωτήματα σχετικά με την καταλληλότητα και την ενεργειακή αποδοτικότητα κάθε τύπου υλικού. Η πειραματική διαδικασία περιλάμβανε τη μικροκοσκίνιση, την ξήρανση και τη μπρικετοποίηση των βιοστερεών στην πιλοτική μονάδα της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Λυμάτων (ΕΕΛ) Ρεθύμνου, πριν από την τροφοδοσία τους σε αντιδραστήρα αεριοποίησης καθοδικής ροής. Για την αξιολόγηση της διεργασίας, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις θερμοκρασίας και ανάλυση της σύστασης του παραγόμενου αερίου σύνθεσης (synthesis gas, syngas) για τα ενεργειακά του συστατικά (CO, H₂, CH₄). Επιπλέον, υπολογίστηκαν η ανώτερη (Higher Heating Value, HHV) και η κατώτερη (Lower Heating Value, LHV) θερμογόνος δύναμη τόσο των εισερχόμενων βιοστερεών όσο και του παραγόμενου syngas, καθώς και ο βαθμός ενεργειακής απόδοσης (Cold Gas Efficiency, CGE) του συστήματος για κάθε τύπο πρώτης ύλης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα πρωτοβάθμια βιοστερεά παρουσιάζουν υψηλότερο ενεργειακό περιεχόμενο σε σχέση με τα δευτεροβάθμια, με μέση τιμή HHV 23,8 MJ/kg έναντι 18,0 MJ/kg και LHV 22,8 MJ/kg έναντι 17,0 MJ/kg. Αντίστοιχα, το syngas από πρωτοβάθμια βιοστερεά παρουσίασε υψηλότερες μέσες συγκεντρώσεις καυσίμων αερίων (CO 23,2%, H₂ 17,2%, CH₄ 3,7%), σε σχέση με τα δευτεροβάθμια όπου καταγράφηκαν χαμηλότερες τιμές (CO 21,5%, H₂ 14,7%, CH₄ 3,3%). Οι διαφοροποιήσεις αυτές οδήγησαν σε υψηλότερη θερμογόνο δύναμη για τα πρωτοβάθμια βιοστερεά, με HHV syngas μεταξύ 6,55-6,60 MJ/Nm³ και LHV 6,08-6,12 MJ/Nm³, έναντι 5,75-6,01 MJ/Nm³ και 5,35-5,59 MJ/Nm³ για τα δευτεροβάθμια. Η ενεργειακή απόδοση (CGE, βάση LHV) του συστήματος αεριοποίησης κυμάνθηκε μεταξύ 53,3-53,6% για τα πρωτοβάθμια και 63,4-65,8% για τα δευτεροβάθμια βιοστερεά. Και οι δύο τύποι βιοστερεών αποδείχθηκαν κατάλληλοι για αεριοποίηση, με δυνατότητα ανάκτησης ενέργειας. Συνοψίζοντας, η έρευνα δείχνει ότι η επιλογή της πρώτης ύλης είναι καθοριστική για την επιτυχή ενεργειακή αξιοποίηση των βιοστερεών μέσω αεριοποίησης. Τα πρωτοβάθμια βιοστερεά οδηγούν στην παραγωγή καλύτερης ποιότητας syngas, ενώ τα δευτεροβάθμια έχουν καλύτερη συνολική ενεργειακή απόδοση. Η αεριοποίηση των βιοστερεών προσφέρει μια ρεαλιστική λύση για τη βελτίωση της περιβαλλοντικής διαχείρισης και την ενίσχυση της ενεργειακής αυτάρκειας των μονάδων επεξεργασίας λυμάτων.
Abstract:
The management of biosolids, a by-product of urban wastewater treatment, is a critical environmental and energy issue. This is due both to the continuous increase in the quantity produced and the urgent need to reduce their environmental and energy footprint. Gasification is emerging as an alternative and sustainable thermochemical method for their energy recovery. This thesis was carried out within the framework of the LIFE B2E4sustainable-WWTP project, with the aim of comparatively evaluating the gasification of primary and secondary biosolids as a fuel, seeking answers to questions regarding the suitability and energy efficiency of each type of material. The experimental procedure included micro-sieving, drying and briquetting of biosolids at the pilot facility of the Rethymno Wastewater Treatment Plant (WWTP), before feeding them into a downdraft gasification reactor. To evaluate the process, temperature measurements and analysis of the composition of the produced synthesis gas (syngas) for its energy components (CO, H₂, CH₄) were carried out. In addition, both the higher (HHV) and lower heating values (LHV) of the incoming biosolids and the produced syngas were calculated, as well as the cold gas efficiency (CGE) of the system for each type of feedstock. The results showed that primary biosolids have a higher energy content compared to secondary biosolids, with an average HHV of 23.8 MJ/kg versus 18.0 MJ/kg and LHV of 22.8 MJ/kg versus 17.0 MJ/kg. Similarly, the syngas from primary biosolids presented higher average concentrations of fuel gases (CO 23.2%, H₂ 17.2%, CH₄ 3.7%) compared to the secondary biosolids, which recorded lower values (CO 21.5%, H₂ 14.7%, CH₄ 3.3%). These differences led to a higher heating value for the syngas from primary biosolids, with HHV ranging between 6.55-6.60 MJ/Nm³ and LHV between 6.08-6.12 MJ/Nm³, while for secondary biosolids the corresponding values were 5.75-6.01 MJ/Nm³ and 5.35-5.59 MJ/Nm³, respectively. The energy efficiency (CGE, LHV basis) of the gasification system ranged between 53.3-53.6% for primary biosolids and 63.4-65.8% for secondary biosolids. Both types of biosolids proved suitable for gasification, with the potential for energy recovery. In summary, the study shows that the choice of raw material is critical for the successful energy utilization of biosolids through gasification. Primary biosolids lead to the production of higher-quality syngas, while secondary biosolids achieve better overall energy efficiency. The gasification of biosolids offers a realistic solution for improving environmental management and enhancing the energy self-sufficiency of wastewater treatment plants.
