view in publisher's site

Modeling and process optimization of hydrothermal gasification for hydrogen production: A comprehensive review

Highlights•Hydrothermal gasification can effectively produce H2-rich syngas from waste biomass.•Modeling and optimization of hydrothermal gasification can improve its efficiency and economics.•Thermodynamic, kinetic and computational fluid dynamics modeling are popular modeling approaches.•Optimization approaches include univariate, factorial, Taguchi, and response surface methodology.•Machine learning and artificial neural networks are prospective modeling approaches.AbstractHydrothermal gasification of biomass is an alternative method of producing hydrogen-rich syngas. Modeling and optimization of hydrothermal processes are important to evaluate the economic feasibility of the process. Furthermore, developing a mathematical model to represent the many underlying mechanisms during hydrothermal gasification could contribute to lower process expenditures, improve efficiency and provide an in-depth understanding of the process. The present study outlines different modeling and optimization strategies for hydrothermal gasification of biomass and waste materials to produce hydrogen-rich syngas. The modeling techniques (e.g. thermodynamic, kinetic and computational fluid dynamic modeling) and process optimization approaches (e.g. univariate, factorial, Taguchi, response surface methodology and mixture design of experiments) are discussed in this review comprehensively together with their merits and limitations. The knowledge gaps and prospects of modeling and optimization of hydrothermal conversion are also elucidated.Graphical AbstractDownload : Download high-res image (322KB)Download : Download full-size image

مدل‌سازی و بهینه‌سازی فرآیند گازی سازی هیدروترمال برای تولید هیدروژن: یک بررسی جامع

نکات برجسته: گازی شدن هیدروترمال می‌تواند به طور موثری گاز سنتز غنی از هیدروژن را از زیست توده زباله تولید کند. * مدل‌سازی و بهینه‌سازی فرآیند گازی سازی هیدروترمال می‌تواند کارایی و اقتصاد آن را بهبود بخشد. مدل‌سازی ترمودینامیک، سینتیک و دینامیک سیالات محاسباتی روش‌های محبوب مدل‌سازی می‌باشند. * روش‌های بهینه‌سازی شامل روش‌های تک متغیره، فاکتوریل، تاگوچی و روش سطح پاسخ می‌باشند. * یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی مصنوعی روش‌های مدل‌سازی آینده‌نگر هستند. * واکنش گازی شدن هیدروژن زیست توده یک روش جایگزین برای تولید گاز سنتز غنی از هیدروژن است. مدل‌سازی و بهینه‌سازی فرآیندهای هیدروترمال برای ارزیابی امکان‌سنجی اقتصادی این فرآیند مهم است. علاوه بر این، توسعه یک مدل ریاضی برای نشان دادن بسیاری از مکانیزم‌های اساسی در طول فرآیند گازی سازی هیدروترمال می‌تواند به کاهش هزینه‌های فرآیند، بهبود بهره‌وری و ارائه درک عمیق از فرآیند کمک کند. مطالعه حاضر به تشریح استراتژی‌های مختلف مدل‌سازی و بهینه‌سازی برای گازی سازی هیدروترمال زیست توده و مواد زائد برای تولید گاز سنتز غنی از هیدروژن می‌پردازد. تکنیک‌های مدل‌سازی (به عنوان مثال مدلسازی دینامیک سیالات محاسباتی و جنبشی، ترمودینامیک)و رویکردهای بهینه‌سازی فرآیند (به عنوان مثال تک متغیره، فاکتوریل، تاگوچی، روش سطح پاسخ و طراحی مخلوط آزمایش‌ها)در این بررسی به صورت جامع همراه با مزایا و محدودیت‌های آن‌ها مورد بحث قرار گرفته‌اند. شکاف‌های دانش و چشم اندازه‌ای مدل‌سازی و بهینه‌سازی تبدیل هیدروترمال نیز توضیح داده شده‌اند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Chemical Engineering
  • ترجمه مقاله General Chemical Engineering
  • مقاله مهندسی شیمی عمومی
  • ترجمه مقاله مهندسی شیمی عمومی
  • مقاله Physical and Theoretical Chemistry
  • ترجمه مقاله Physical and Theoretical Chemistry
  • مقاله شیمی فیزیک و نظری
  • ترجمه مقاله شیمی فیزیک و نظری
  • مقاله Condensed Matter Physics
  • ترجمه مقاله Condensed Matter Physics
  • مقاله فیزیک ماده چگال
  • ترجمه مقاله فیزیک ماده چگال
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.