سید رضا نبوی

امروزه زباله های پلاستیکی به یک مشکل زیست محیطی مهم تبدیل شدهاند، بهطوری که پیشبینی شده است در صورت ادامه روند فعلی، مصرف جهانی پلاستیک تا سال 2060تقریباً سه برابر شود. با تبدیل این زبالهها به هیدروژن، میتوانیم انباشت پلاستیک را کاهش دهیم و در عین حال محصولی مفید تولید کنیم. این رویکرد نه تنها تغییرات آب و هوایی بلکه به طور بالقوه هزینه های مدیریت زباله را نیز کاهش می دهد. این پایان نامه یک رویکرد جدید برای بهینه سازی تولید هیدروژن از زباله های پلاستیکی از طریق شبیه سازی و بهینه سازی چند هدفه ارائه می دهد. مطالعه صورت گرفته تکنیکهای مدلسازی محاسباتی پیشرفته را با الگوریتمهای تکاملی ترکیب میکند تا به چالشهای پیچیده مرتبط با تبدیل زبالههای پلاستیکی به هیدروژن رسیدگی کند.در این پژوهش یک مدل شبیهسازی جامع ایجاد شد که خواص ترمودینامیکی مواد پلاستیکی مختلف، سینتیک واکنش و محدودیت های شرایط عملیاتی فرآیند را در نظر میگیرد. این مدل با دادههای تجربی اعتبار سنجی شده و دقت بالایی را در پیشبینی مقدار تولید هیدروژن ، راندمان اگزرژی و هزینه سرمایه گذاری کل در فرآیند گازی سازی ترکیب زباله های پلاستیکی مختلف نشان داد. برای پیدا کردن نقطه مناسب بین بازده اقتصادی، راندمان اگزرژی و تولید هیدروژن، ما یک استراتژی بهینهسازی چندهدفه را با استفاده از روش بهینهسازی ازدحام ذرات چند هدفه ) (MOPSOاجرا کردیم. این رویکرد این امکان را میدهد که راهحلهای بهینه را شناسایی کنیم و تعادل مناسبی بین این 3تابع هدف داشته باشیم، همچنین عملکرد کلی سیستم را به حداکثر برسانیم. نتایج این پایان پژوهش پتانسیل قابلتوجهی را برای تولید هیدروژن در مقیاس بزرگ از زباله پلاستیکی ارائه می دهد که در حالت بهینه دستیابی به تولید هیدروژن تا 1/1تن در ساعت با خلوص 99/999درصد و راندمان اگزرژی 55درصد نشان میدهد،. همچنین کل هزینه سرمایه برای این سیستم تقریباً 111میلیون دلار است که با توجه به زمان بازگشت سرمایه 11ماهه این سیستم را مقرون به صرفه می کند