I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.   10 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 2 1 ,   p p .   80 ~ 88   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e. v 1 0 . i 1 . p p 80 - 88          80       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a p e. ia esco r e. co m   Perf o rma nce  ana ly sis  of power gen eratio n by wo o d a nd woo dy   bio ma ss  ga sifica tion in a do wndra f t  ga sifier       Sa ha Sa f a ria n,  Runa Unntho rss o n ,   Chri s t ia a n Ric hte r   F a c u lt y   o I n d u strial  E n g i n e e rin g ,   M e c h a n ica En g i n e e rin g   a n d   C o m p u ter  S c ien c e ,   Un iv e rsity   o Ic e lan d ,   Ic e lan d       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 4 ,   2 0 2 0   R ev is ed   Oct   1 4 ,   2 0 2 0   Acc ep ted   Oct   1 9 ,   2 0 2 0       An   e q u il i b riu m   sim u latio n   m o d e l   wa d e v e l o p e d   b y   a p p l y in g   A s p e n   P l u t o   e v a lu a te  th e   p e rfo rm a n c e   o 2 8   wo o d   a n d   wo o d y   b i o m a ss   (W & WB g a sifica ti o n   in   a   d o w n d ra ft  g a sif ier  in teg ra ted   with   p o we p r o d u c ti o n   u n it .   Th e   d e v e lo p e d   sim u latio n   m o d e l   d o e n o t   f o c u th e   g a sifica ti o n   p r o c e ss   a s   c lo se d   b o x ,   it   c o n sid e rs  imp o rt a n p ro c e ss e in   g a sifica ti o n   li k e   d ry i n g ,   p y r o ly sis,  c o m b u sti o n ,   g a sif ica ti o n   a n d   i n teg ra ted   wit h   p o we p ro d u c ti o n   p lan (c o m b u sti o n   c h a m b e p l u g a tu rb in e ).   T h e   re su lt f o t h e   2 8   W&WB  a lt e rn a ti v e sh o t h a t h e   n e p o we p ro d u c e d   fro m   1 - to n   fe e d sto c k   e n terin g   to   th e   g a sifica ti o n   s y ste m   is  b e tw e e n   th e   in ter v a [0 - 4 0 0   k W /t o n a n d   a m o n g   th e m ,   g a sifica ti o n   s y ste m   d e riv e d   fro m   Tam a ra c k   b a rk   b io m a ss   sig n ifi c a n tl y   o u tran k a ll   o th e sy ste m b y   p ro d u c in g   3 6 3   k W /t o n ,   o win g   t o   th e   fa v o ra b le   re su lt o b tain e d   in   t h e   p e rfo rm a n c e   a n a ly sis.  M o re o v e r,   e ffe c o v a ri o u s   o p e ra ti n g   p a ra m e ter su c h   a g a sifica ti o n   tem p e ra tu re   a n d   a ir  to   fu e ra ti o   (AFR)  o n   th e   sy ste m   p e rfo rm a n c e   wa s   c a rried   o u t.   F in a ll y ,   t h e   d e v e lo p e d   m o d e is  a p p li e d   a a n   e ffe c ti v e   to o t o   a ss e ss   th e   imp a c o so   m a n y   b io m a ss e s a n d   o p e ra ti n g   p a ra m e ters   o n   o u t p u t   p o we r .   K ey w o r d s :   B io m ass   g asi ficatio n   Po wer   p r o d u ctio n   Pro ce s s   s im u latio n   W aste to   en er g y   W o o d   an d   wo o d y   b io m ass   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sah ar   Sa f ar ian   Facu lty   o f   I n d u s tr ial  E n g i n ee r in g Me ch an ical  E n g in ee r i n g   a n d   C o m p u te r   Scien ce   Un iv er s ity   o f   I ce la n d   Hjar d ar h ag 6 ,   1 0 7   R ey k jav ik ,   I ce lan d   E m ail:  s as7 9 @ h i.is        1.   I NT RO D UCT I O N   T h e   f i n i t e   n at u r e   o f   f o s s i l   f u e l s ,   h i g h   p r i ce s   a n d   t h e i r   n e g a t i v e   e f f e ct s   o n   e n v i r o n m e n t   a n d   p u b l i h e a l t h ,   a r e   e n c o u r a g i n g   t o   f i n d   r e n e w a b l e   e n e r g y   s o u r c e s   a n d   a l t e r n a t i v e   t e c h n o l o g i es   t o   p r o d u c e   p o w e r   [ 1 - 3 ] .   B io m ass   is   r en ewa b le  e n er g y   o p tio n   th at  is   a b u n d an a n d   ca n   cr ea te   lo n et  C O 2   em is s io n   an d   it   h as  also   th g r ea test   p o ten tial  to   s u b s titu te  f o r   tr an s p o r tatio n   f u els  [ 4 - 7 ] .   W o o d y   b io m ass   is   als o   o n o f   th e   im p o r tan en er g y   s o u r ce s   a n d   it  is   cu r r en tly   t h m o s im p o r ta n s o u r ce   o f   r en ewa b le   en er g y ,   g lo b ally .   I n   2 0 1 0   wo r ld wid u s o f   wo o d y   b i o m ass   as   en er g y   r eso u r ce   was  ab o u 3 . 8   Gm 3   ( 3 0   E J /y ea r ) ,   wh ich   co n s is ted   o f   1 . 9   Gm 3   ( 1 6   E J /y ea r )   f o r   h o u s eh o ld   f u el   wo o d   a n d   1 . 9   Gm 3   ( 1 4   E J /y ea r )   f o r   lar g e - s ca le  in d u s tr ial  s ec to r .   Du r in g   th is   p er io d ,   g lo b al   p r im ar y   en er g y   c o n s u m p tio n   an d   g l o b al  r en ewa b le  en e r g y   co n s u m p tio n   wer 5 4 1   E J   a n 7 1   E J ,   y ea r ly .   Hen ce ,   in   2 0 1 0   wo o d y   b io m ass   f o r m e d   r o u g h ly   9 o f   w o r ld   p r im ar y   en er g y   co n s u m p tio n   a n d   6 5 % o f   wo r ld   r en ewa b le  p r im ar y   en er g y   c o n s u m p tio n   [ 8 ,   9 ] .   Gasific atio n   h as  attr ac ted   att en tio n   as  o n o f   th e   m o s ef f icien m eth o d s   f o r   u tili zin g   wo o d y   b io m ass ,   as  C O 2   em is s io n   h as  b ec o m e   an   im p o r ta n g lo b al  is s u [ 1 0 - 1 4 ] .   B io m ass   g asifica tio n   m ea n s   in co m p lete  co m b u s tio n   o f   b io m ass   r esu ltin g   in   p r o d u ctio n   o f   c o m b u s tib le  g ases   co n s i s tin g   o f   ca r b o n   m o n o x i d ( C O) ,   h y d r o g en   ( H 2 )   an d   tr ac es  o f   m eth an ( C H 4 )   [ 1 5 - 20 ] .   T h is   m ix tu r is   ca lled   s y n g as.  Sy n g as   ca n   b u s ed   d ir ec tly   to   r u n   in t er n al  co m b u s tio n   en g i n es,  it  ca n   b co n s u m ed   as  s u b s titu te  f o r   f u r n ac o il  f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       P erfo r ma n ce   a n a lysi s   o p o w er g en era tio n   b w o o d   a n d   w o o d b io ma s s   g a s ifica tio n   ( S a h a r   S a fa r ia n )   81   h ea p r o d u ctio n   an d   ca n   b e   u s ed   as  ch em ical  f ee d s to c k   to   p r o d u ce   m eth a n o [ 21 - 25 ] .   T h er ef o r e,   t h d ev elo p m e n o f   s m all - s ca le,   wo o d y   b io m ass   g asifica tio n   is   g r ea s o cial  n ee d   in   r eso u r ce - p o o r   co u n tr y   o r   f o r   r eg io n s   wh ich   ar e   f ar   f r o m   th e   ce n tr al   en er g y   n etwo r k s   an d   r eq u i r d is tr ict  h ea an d   p o wer   s y s tem s   [ 1 1 ,   26 27 ].   T h e   p r im ar y   aim   o f   t h is   wo r k   is   to   d ev elo p   s tead y   s tate  co m p u ter   m o d el  b y   u s in g   A s p en   Plu s   f o r   p er f o r m an ce   an aly s is   o f   2 8   wo o d   an d   wo o d y   b io m ass   ( W & W B )   g asifica tio n   in   d o wn d r a f g asifier   in teg r ated   with   p o wer   p r o d u ct io n .   T h o b jectiv is   to   f in d   th m o s ef f icien W & W B   f o r   p o wer   p r o d u c tio n .   T h en   as   s en s itiv ity   a n aly s is   we  ex a m in t h ef f ec o f   o p er atin g   p ar am eter s   o f   te m p er a tu r an d   air   to   f u el   r atio   ( AR F)  to   k n o wh e r th o v er all  s y s tem   is   o p tim al  to   r ea ch   th m a x im u m   n et  o u t p u t   p o wer .       2.   M AT E R I AL   A ND  M E T H O DS   s im u latio n   m o d el  r elie d   o n   eq u ilib r iu m   ap p r o ac h   is   d ev elo p ed   f o r   wo o d   a n d   wo o d y   b io m ass es   ( W & W B )   g asifica tio n   lin k ed   with   p o wer   g en e r atio n   p lan t   b y   e m p lo y i n g   A s p en   Plu s .   I n   o r d er   to   co m p u te   p h y s ical  p r o p er ties   o f   t h c o m p o n e n ts   in   th e   g asifi ca tio n ,   eq u atio n   o f   s tate  o f   PR - B M,   Pe n g e   R o b in s o n - B o s to n - Ma th ias  alp h is   ap p l ied .   I n   ad d itio n ,   f o r   m o d elin g   o f   e n th alp y   an d   d en s ity   o f   b io m ass   an d   ash   as   non - c o n v e n tio n al  m ater ials ,   HC OAL GE an d   DC OAL I GT   m o d els  ar u s ed .   I t   is   wo r th   to   s ay   th at  MCIN C PS s tr ea m   in clu d es  3   s tr ea m s   o f   MI XE D,   N C PS D   &   C I PS clas s es,  to   d efin th b io m ass   s tr u ctu r e   an d   as h   s tr ea m s   th at   ar n o i n   Asp en   Plu s   d atab ase  [ 1 2 ,   28 - 33 ] .   Fig u r 1   s h o ws  th e   flo ch ar o f   th s y s tem   s im u lated   in   A s p en   Plu s .   T h f ee d s to ck   s tr ea m   h as  b ee n   d es cr ib ed   as   n o n c o n v e n tio n al  m ater ial  a n d   it  was   d ef in ed   b y   d eter m in atio n   o f   t h elem en tal  an d   p r o x im ate  a n aly s is   o f   f ee d s to ck .   I n   o r d er   to   h av d etailed   s tu d y ,   2 8   W & W B   wer co n s id er ed   as  f ee d s to ck   f o r   g asifier .   T ab le  1   s h o ws  th p r o x i m ate  an d   elem en tal   an aly s es  o f   all  th ese  f ee d s to ck s   [ 34 - 49 ] .   T em p er atu r e   th r o u g h   th d r y in g   is   ar o u n d   1 5 0   °C   to   r ed u ce   m o is tu r e   o f   th o r ig in al  b io m ass   to   less   th an   5   wt %.  T h is   s tep   i s   d o n b y   u tili zin g   R STOI C ,   s to ic h io m etr ic  r ea cto r   in   Asp en   Plu s .   R STOI C   m o d u le  is   p r ac tical  f o r   ch em ical  r ea ctio n s   with   k n o w n   s t o ich io m etr y   [ 50 - 51 ].           Fig u r 1 .   Mo d u les an d   s tr ea m s   o f   g asifi ca tio n   s im u lated   in   Asp en   Plu s       At  th n ex s tag e,   R YI E L D,   th y ield   r ea cto r   is   s im u lated   f o r   f ee d   p y r o ly s is .   I n   th is   p ar t,  th s tu d ied   b io m ass   is   tr an s f o r m ed   to   v o l atile  m ater ials   ( VM )   an d   c h ar .   VM   in clu d es  m ain ly   ca r b o n ,   h y d r o g en ,   o x y g en   an d   n itro g e n .   C h ar   also   in cl u d es  ash   a n d   ca r b o n   [ 1 2 ,   5 2 - 56 ] .   Af ter   p y r o ly s is ,   R Gib b s   is   ap p lied   f o r   s im u latio n   o f   th e   b io m ass   g a s if icatio n .   T h is   r ea ct o r   c o m p u tes  th s y n g as  co m p o s itio n   b y   m i n im izin g   th e   Gib b s   f r ee   en er g y   b ased   o n   c o m p lete  ch em ical  eq u ilib r iu m   ass u m p tio n   [ 5 7 - 61] .   I n p u s tr ea m s   to   th R Gib b s   ar d ec o m p o s ed   b io m ass   an d   air   th en   co m b u s tio n   an d   r ed u ctio n   r ea ctio n s   will  b o cc u r r ed   in s id o f   th e   r ea cto r .   Fo r   co m b u s tio n   lev el,   an o th er   R Gib b s   r ea cto r   n ee d s   to   b s im u lated   with   m in im u m   air   m ix in g .   T h is   p r o ce s s   will  b also   b ased   o n   m in im izatio n   o f   Gib b s   f r ee   en er g y .   T o   g en er ate   p o w er ,   th co m b u s tio n   ch am b er   h as  to   b co n n ec te d   with   g as  tu r b in [ 62 - 66 ] .   T h th er m al   co n ten t   o f   th f l u e   g as,  ac h iv e d   as  th co m b u s tio n   h ea is   r ec o v e r ed   to   p r e h ea th e   in p u air   to   t h co m b u s tio n   ch am b er   as  well  a s   to   s u p p l y   th e   h ea t   r eq u ir ed   in   d r y er .   T h e   r ec o v er ed   h ea ca n   b e   also   u tili ze d   f o r   c o n v e r tio n   o f   wate r   to   h ig h   p r ess u r s team   to   b e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8 7 9 2   I n t J   Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 2 1 80     88   82   ab le  g en er ates  ex tr p o wer   b y   s team   d r iv in g   s team   tu r b in [ 4 0 ,   4 1 ]   ( th is   p ar was  n o co n s id er ed   in   th is   s tu d y ) .   T h s o lid   lin es  an d   t h d ash ed   lin es  in   th Fig u r 1   p r esen th m ass   s tr ea m s   an d   h ea s tr ea m s ,   r esp ec tiv ely .   T h s y s tem   is   al s o   ass u m ed   to   b a u to - th er m al   th at  m ea n s   p a r o f   t h f ee d s to ck s   is   co m b u s ted   in s id th g asifi er   to   p r o v i d e   th h ea r eq u ir e d   in   s itu .   H ea is   also   o b tain ed   b y   th e   h o s y n g as  an d   th e   co m b u s tio n   c h am b er   th en   it is   co n s u m ed   w h er ev er   r eq u i r ed .       T ab le  1 .   E lem e n tal  an d   p r o x im ate  an aly s is   o f   2 8   w o o d   a n d   wo o d y   b io m ass es [ 2 0 - 3 5 ]           P r o x i ma t e   a n a l y si s   ( w t %)   El e m e n t a l   a n a l y si s   ( w t % -   d r y   b a si s)           M   VM   FC   A   C   O   H   N   S   1   A l d e r - f i r   s a w d u s t   5 2 , 6   7 6 , 6   1 9 , 2   4 , 2   5 0 , 9 6 5 6   3 8 , 5 1 1 6   5 , 8 4 3 8   0 , 4 7 9   0   2   B a l s a b a r k   8 , 4   7 7 , 4   20   2 , 6   5 2 , 5 9 6   3 8 , 4 7 3   6 , 0 3 8 8   0 , 1 9 4 8   0 , 0 9 7 4   3   Be e c h   b a r k   8 , 4   7 3 , 7   1 8 , 5   7 , 8   4 7 , 3 9 0 8   3 8 , 5 3 9 6   5 , 5 3 2   0 , 6 4 5 4   0 , 0 9 2 2   4   B i r c h   b a r k   8 , 4   7 8 , 5   1 9 , 4   2 , 1   5 5 , 8 0 3   3 4 , 9 5 0 3   6 , 5 5 9 3   0 , 4 8 9 5   0 , 0 9 7 9   5   C h r i st m a s t r e e s   3 7 , 8   7 4 , 2   2 0 , 7   5 , 1   5 1 , 7 2 0 5   3 6 , 7 2 6 3   5 , 5 9 9 1   0 , 4 7 4 5   0 , 3 7 9 6   6   El b a r k   8 , 4   7 3 , 1   1 8 , 8   8 , 1   4 6 , 7 7 7 1   3 9 , 0 5 7 5   5 , 3 3 02   0 , 6 4 3 3   0 , 0 9 1 9   7   Eu c a l y p t u b a r k   12   78   1 7 , 2   4 , 8   4 6 , 3 6 2 4   4 3 , 1 2 5 6   5 , 4 2 6 4   0 , 2 8 5 6   0   8   F i r   mi l l   r e si d u e   6 2 , 9   82   1 7 , 5   0 , 5   5 1 , 1 4 3   4 2 , 2 8 7 5   5 , 9 7   0 , 0 9 9 5   0   9   F o r e st   r e si d u e   5 6 , 8   7 9 , 9   1 6 , 9   3 , 2   5 1 , 0 1 3 6   3 9 , 7 8 4 8   5 , 2 2 7 2   0 , 6 7 7 6   0 , 0 9 6 8   10   H e ml o c k   b a r k   8 , 4   72   2 5 , 5   2 , 5   5 3 , 6 2 5   3 7 , 8 3   5 , 7 5 2 5   0 , 1 9 5   0 , 0 9 7 5   11   La n d   c l e a r i n g   w o o d   4 9 , 2   6 9 , 7   1 3 , 8   1 6 , 5   4 2 , 3 3 4 5   3 5 , 7 3 8   5 , 0 1   0 , 3 3 4   0 , 0 8 3 5   12   M a p l e   b a r k   8 , 4   7 6 , 6   1 9 , 4   4   4 9 , 9 2   3 9 , 6 4 8   5 , 9 5 2   0 , 3 8 4   0 , 0 9 6   13   O a k   s a w d u st   1 1 , 5   8 6 , 3   1 3 , 4   0 , 3   4 9 , 9 4 9 7   4 3 , 7 6 8 3   5 , 8 8 2 3   0 , 0 9 9 7   0   14   O a k   w o o d   6 , 5   7 8 , 1   2 1 , 4   0 , 5   5 0 , 3 4 7   4 2 , 6 8 5 5   6 , 0 6 9 5   0 , 2 9 8 5   0 , 0 9 9 5   15   O l i v e   w o o d   6 , 6   7 9 , 6   1 7 , 2   3 , 2   4 7 , 4 3 2   4 3 , 4 6 3 2   5 , 2 2 7 2   0 , 6 7 7 6   0   16   P i n e   b a r k   4 , 7   7 3 , 7   2 4 , 4   1 , 9   5 2 , 7 7 7 8   3 9 , 1 4 1 9   5 , 7 8 7 9   0 , 2 9 4 3   0 , 0 9 8 1   17   P i n e   c h i p s   7 , 6   7 2 , 4   2 1 , 6   6   4 9 , 6 3 2   3 8 , 0 7   5 , 7 3 4   0 , 4 7   0 , 0 9 4   18   P i n e   p r u n i n g   4 7 , 4   8 2 , 2   1 5 , 1   2 , 7   5 0 , 4 9 8 7   4 0 , 1 8 4 9   6 , 1 2 9 9   0 , 4 8 6 5   0   19   P i n e   saw d u s t   1 5 , 3   8 3 , 1   1 6 , 8   0 , 1   5 0 , 9 4 9   4 2 , 8 5 7 1   5 , 9 9 4   0 , 0 9 9 9   0   20   P o p l a r   6 , 8   8 5 , 6   1 2 , 3   2 , 1   5 0 , 5 1 6 4   4 0 , 8 2 4 3   5 , 9 7 1 9   0 , 5 8 7 4   0   21   P o p l a r   b a r k   8 , 4   8 0 , 3   1 7 , 5   2 , 2   5 2 , 4 2 0 8   3 8 , 4 3 5 4   6 , 5 5 2 6   0 , 2 9 3 4   0 , 0 9 7 8   22   S a w d u st   3 4 , 9   8 4 , 6   1 4 , 3   1 , 1   4 9 , 2 5 2 2   4 3 , 2 1 9 3   5 , 9 3 4   0 , 4 9 4 5   0   23   S p r u c e   b a r k   8 , 4   7 3 , 4   2 3 , 4   3 , 2   5 1 , 8 8 4 8   3 8 , 7 2   6 , 0 0 1 6   0 , 0 9 6 8   0 , 0 9 6 8   24   S p r u c e   w o o d   6 , 7   8 1 , 2   1 8 , 3   0 , 5   5 2 , 0 3 8 5   4 0 , 9 9 4   6 , 0 6 9 5   0 , 2 9 8 5   0 , 0 9 9 5   25   Ta mara c k   b a r k   8 , 4   6 9 , 5   2 6 , 3   4 , 2   5 4 , 6 0 6   3 0 , 6 5 6   9 , 7 7 1 6   0 , 6 7 0 6   0 , 0 9 5 8   26   W i l l o w   1 0 , 1   8 2 , 5   1 5 , 9   1 , 6   4 9 , 0 0 3 2   4 2 , 7 0 5 6   6 , 0 0 2 4   0 , 5 9 0 4   0 , 0 9 8 4   27   W o o d   7 , 8   8 4 , 1   1 5 , 7   0 , 2   4 9 , 5 0 0 8   4 4 , 0 1 1 8   6 , 0 8 7 8   0 , 0 9 9 8   0 , 0 9 9 8   28   W o o d   r e si d u e   2 6 , 4   78   1 6 , 6   5 , 4   4 8 , 6 2 4 4   3 9 , 6 3 7 4   5 , 7 7 0 6   0 , 4 7 3   0 , 0 9 4 6       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   T h s im u latio n   m o d el  r esu lts   f o r   th 2 8   W & W B   alter n ativ es,  r an k ed   r eg ar d i n g   th eir   co n tr ib u tio n   to   o u tp u n et  p o wer   (   n e t g a s t u r b i n e c o m p r e s s o r W W W =− )   f o r   1   to n   f ee d s to ck   ar s h o wn   in   Fig u r 2 .   T h is   o r d er in g   is   b ased   o n   t h n et  p o wer   th a it  is   b etwe en   th in te r v al  [ 0 - 4 0 0   k W /to n ] ,   v al u es  h ig h lig h t in g   th l o west  an d   th h ig h est  ef f icien o p tio n s ,   r esp ec tiv ely .   C lass   1   in clu d es  5   wo o d   an d   wo o d y   b io m ass   g asifica tio n   s y s tem s   b ased   o n   L an d   clea r i n g   wo o d ,   Fir  m ill  r esid u e,   Fo r est  r esi d u e,   E u ca ly p tu s   b ar k   an d   Ald er - f ir   s awd u s th at  p r o d u ce   th lo west  am o u n ts   o f   o u tp u p o wer   ( it  is   in   th r an g o f   0 - 1 0 0   k W /to n ) .   M an y   o f   th s tu d ied   W & W B   g asifica tio n   s y s tem s   ar lo ca ted   in   class   2   w h ich   t h eir   o u tp u p o wer   is   in   s p an   o f   1 0 0 - 2 0 0   k W   p er   o n to n o f   f ee d s to ck .   C lass   3   co n tain s   7   wo o d   an d   wo o d y   b io m ass   g asifica tio n   s y s te m s   r elied   o n   Sp r u ce   wo o d ,   Pin b ar k ,   Sp r u ce   b ar k ,   B alsam   b ar k ,   Hem lo ck   b a r k ,   Po p lar   b a r k   an d   B ir ch   b a r k   wh ich   g e n er ate   r elativ ely   h ig h e r   n et  p o wer .     Ob v io u s ly ,   th g asifica tio n   s y s tem   d er iv ed   f r o m   T a m ar ac k   b ar k   b i o m ass   s ig n ifican tly   o u tr an k s   all  o th er   s y s tem s   f r o m   th v iewp o in o f   p o wer   p r o d u ctio n   ( 3 6 3   k W /to n ) ,   o win g   to   th f av o r a b le  r esu lts   o b tain ed   in   th p e r f o r m an ce   a n aly s is .   T h is   is   m ain ly   d u to   T a m ar a ck   b ar k   h as  t h h ig h est  p e r ce n tag o f   ca r b o n   an d   h y d r o g en ,   s ee   Fig u r 3 .   Per c en tag s h ar es  d ep icted   in   Fig u r 3   ar co n tr ib u tio n s   o f   ca r b o n   an d   h y d r o g e n ,   o x y g e n ,   ash   a n d   n itro g e n   an d   s u lp h u r   i n   elem en tal  a n aly s is   o f   ea ch   f ee d s to ck .   C ar b o n   an d   h y d r o g en   a r k e y   elem en ts   in   ea ch   b io m ass .   So   th at  th h ig h er   C   an d   H 2   co n te n t,  th m o r ca r b o n   m o n o x id e   an d   h y d r o g e n   will  b in   th s y n g as  an d   also   lead s   to   th im p r o v em en o f   h ea tin g   v alu e   ( L HV)   o f   s y n g a s .   C O   an d   H 2   ar e   co m b u s tib le  s u b s tan ce s   wh ic h   ar e   co n v er ted   to   f l u g as   ( m ain ly   C O 2   an d   H 2 O)   t h r o u g h   th e   co m b u s tio n   ch am b er .   T h er ef o r e,   im p r o v in g   L HV  o f   s y n g as  lead s   to   en ter   g ases   at  h ig h   tem p er atu r t o   th g as  tu r b in e.   R aisi n g   th tu r b in in let  tem p er atu r am elio r ates  o u tp u p o wer   f r o m   th at  as  well  as  m o r n et  p o wer   will  b r esu lted .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       P erfo r ma n ce   a n a lysi s   o p o w er g en era tio n   b w o o d   a n d   w o o d b io ma s s   g a s ifica tio n   ( S a h a r   S a fa r ia n )   83       Fig u r 2 .   Net  o u tp u p o wer   f r o m   2 8   W & W B   g asifica tio n   s y s tem s   b ased   o n   1   t o n   f ee d s to ck   ( g asifier   tem p er atu r 9 0 0   ˚ C   an d   air   to   f u el  r atio   2 )           Fig u r 3 .   Per ce n ta g s h ar es o f   co m p o s in g   elem en ts   f o r   d if f e r en t W& W B s       T h im p ac t   o f   tem p er atu r e   o f   g asifier   o n   p o wer   g e n er ated   f r o m   th 2 8   wo o d   a n d   wo o d y   b io m ass   g asifica tio n   s y s tem s ,   is   p r esen ted   in   Fig u r 4 .   T h e   s en s itiv ity   r esu lts   in   Fig u r e   4   ar all   at  f ix ed   c o n d itio n s   o f   1 - to n   b io m ass   in p u t,  air   to   f u el  r atio   ( AFR )   o f   2   an d   tem p er atu r o f   g asifier   in   th r an g o f   6 0 0 - 1 5 0 0   ˚ C .   Ob v io u s ly   f o r   all  s tu d ied   W & W B s ,   o u tp u p o wer   f r o m   ea ch   s y s tem   is   in cr ea s ed   b y   g r o wi n g   tem p er atu r e.   At  lo tem p er atu r e   ( 6 0 0   ˚ C ) ,   th p r esen ca r b o n   in   th f ee d s to ck   is   n o co m p letely   o x id iz ed ,   s o   th s y n g as   p r o d u ct  ca n   n o b in   a n   ac ce p tab le  q u an tity .   I n   f ac t,  at  lo w   tem p er atu r e,   C H 4   an d   u n b u r n ed   ca r b o n   will  s tay   in   s y n g as  th en   b y   g r o win g   te m p er atu r m u ch   m o r e   ca r b o n   is   co m b u s te d   a n d   tr a n s f o r m e d   to   C r elied   o n   p ar tial  co m b u s tio n   r ea ctio n .   C H 4   is   also   co n v er ted   in to   H 2   b y   r ev er s m et h an a tio n   r ea ctio n .   Mo r e o v er ,   wate r   g as  r ea ctio n   ( W G)   m o v es  to war d   C an d   H 2   p r o d u ctio n   at  h ig h   tem p er at u r e.   So ,   in cr ea s i n g   th tem p er atu r e   o f   g asifie r   is   s o   p r o p er   f o r   H 2   an d   C p r o d u ctio n   w h ich   ca u s es  to   th im p r o v e m en o f   l o wer   h ea tin g   v alu e   ( L HV)   o f   p r o d u ct   g as.  T h en ,   m o d if ied   L HV  o f   s y n g as  m ak es  h ig h er   q u ality   g ases   en ter in g   to   th co m b u s tio n   ch am b er   as  well  as  h ig h   tem p er atu r g ass es  en ter in g   to   t h e   g as  tu r b in e .   C o n s eq u e n tly ,   g r o win g   T I T ,   tu r b in e   in let  tem p er atu r in c r ea s es  p o wer   o u tp u f r o m   th s y s tem .   Ho wev er ,   at  s p ec if ic  tem p er atu r e,   y ield   o f   H 2   an d   C ar e   s atis f ied ,   b o th   r ea ch   to   an   ap p r o x im ately   f ix e d   r ates  th at  is   ca lled   t h o p tim u m   tem p er a t u r f o r   th g asifier .   Ou tp u p o wer   al s o   in cr ea s es  in   g r ad u al  wa y   n ea r   th o p tim u m   tem p er at u r e.   T h o p tim u m   t em p er atu r o f   th d o wn   d r af g asifier   f o r   W & W B   is   in   th r an g o f   9 0 0 - 1 0 0 0   ˚ C .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8 7 9 2   I n t J   Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 2 1 80     88   84       Fig u r 4 .   I m p ac t o f   tem p er at u r o f   g asifier   o n   p o wer   f o r   2 8   W & W B s       C h an g es  in   th air   v alu es  u s ed   in   th s y s tem   h a v c r itical  im p ac o n   th q u ality   an d   co m p o s itio n   o f   th e   p r o d u ct  g as  an d   f o llo win g   th g en er ate d   p o wer .   T h am o n o f   air   ar r iv in g   th g asifier   ca n   b r ep r esen ted   in   th f o r m   o f   air   to   f u el  r atio   ( AFR ) ,   wh ich   is   th am o u n o f   air   n ee d e d   to   b u r n   u n it  o f   d r y   b io m ass .   T h ef f ec o f   AFR   o n   p o wer   p r o d u ce d   f o r   th g asifica tio n   s y s tem s   d er iv ed   f r o m   2 8   w o o d   a n d   wo o d y   b io m ass es,  is   s h o wn   in   Fig u r 5 .   I n   th is   a s s es s m en t,  th o p er atin g   co n d itio n s   ar f ix e d   o n   g asifier   te m p r etar o f   9 0 0   ˚ C   an d   1   to n   f r o m   ea ch   f ee d s to c k .   T h o p tim u m   AFR   f o r   W & W B   g as if icatio n   is   b etwe en   1 , 8 - 2 .   At  lo AFR ,   b io m ass   r ea ctio n s   will  ap p r o ac h   to   th p y r o ly s is ,   ch ar co al  r em ain s   with   co r r esp o n d in g   en er g y   lo s s es.  Ho wev er ,   at  m u ch   am o u n o f   AFR   th ad d itio n al  o x y g en   is   r ea cted   th at  ca u s ed   th r ed u ce   in   s y n g as   p r o d u ctio n .   So ,   it is   cr itical  to   f in d   th p r o p er   r a n g o f   AFR   f o r   W & W B   g asifi ca tio n .           Fig u r 5 .   E f f ec t o f   AFR   o n   o u tp u t p o wer   f o r   2 8   W & WBs   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       P erfo r ma n ce   a n a lysi s   o p o w er g en era tio n   b w o o d   a n d   w o o d b io ma s s   g a s ifica tio n   ( S a h a r   S a fa r ia n )   85   4.   CO NCLU SI O N   An   in teg r ated   g asifica tio n   s im u latio n   m o d el  is   d ev elo p e d   co n tain in g   s er ies  o f   m o d u les  th at  m o d els  p r o ce s s es in d iv id u ally   th r o u g h   th g asifica tio n   o f   b i o m ass .   T h ese  p r o ce s s es a r d r y in g ,   p y r o ly s is ,   co m b u s tio n   an d   g asifica tio n   lin k e d   with   p o wer   g e n er atio n   p lan t   ( co m b u s t io n   ch am b e r   p l u s   g as  tu r b in e) .   T h e   estab lis h ed   m o d el  is   r elied   o n   th er m o d y n am ic  eq u ilib r iu m   ap p r o ac h e s   an d   it  i s   em p lo y ed   f o r   2 8   wo o d   an d   wo o d y   b io m ass es.   T h s tu d ied   m o d e is   p r ac tical  f o r   p r ed ictio n   o f   s o m o u tp u ts   s u ch   as  n et  p o wer   in   v a r iety   o p er atin g   co n d itio n s   lik e   air   f lo r ate  an d   tem p e r atu r e   an d   f o r   d if f e r en k in d s   o f   b i o m ass   m ater ials   with   a   s p ec if ied   u ltima te  an d   p r o x i m ate  an aly s is .   T h ex tab lis h ed   s im u latio n   m o d el  ca n   b e   h elp f u to o f o r   p r in cip ally   ev al u atio n ,   ass ess m en t,  an d   o p er atio n   o f   d o wn   d r af b io m ass   g asifier s .   Fu r th er m o r e ,   th m o d el   ca n   b e   em p l o y ed   as  an   ass ess m en o f   v ar io u s   alter n ativ es  a an   ea r ly   s tag to   allo th e   d ec is io n - m ak er s   t o   ca r r y   o u t e f f icien o r ien ted   d e cisi o n s .     T h s im u latio n   m o d el  r esu lts   f o r   th 2 8   W & W B   alter n ativ e s   s h o th at  th n et  p o wer   p r o d u ce d   f r o m   1 - to n   f ee d s to ck   en ter in g   to   th g asifica tio n   s y s tem   is   b etwe en   th e   in ter v al  [ 0 - 4 0 0   k W /to n ]   an d   am o n g   th em ,   g asifica tio n   s y s tem   d er iv ed   f r o m   T am a r ac k   b a r k   b io m a s s   s ig n ifican tly   o u tr an k s   all  o th er   s y s tem s   b y   p r o d u cin g   3 6 3   k W /to n ,   o win g   to   th f a v o r a b le  r esu lts   o b t ain ed   in   th p er f o r m an ce   a n a ly s is .   At  th en d ,   s en s itiv ity   an aly s is   was  d ir ec ted   to   e v alu ate  t h in f lu en ce   o f   tem p er atu r o f   g asifi er ,   a n d   AFR   o n   o u t p u t   p o wer   p r o d u ctio n   f r o m   ea ch   s y s tem .   E x ten tio n   o f   tem p e r atu r m o d if ies  th g asifi er   p er f o r m an ce ,   it g r o ws  th e   p r o d u ctio n   o f   b o th   C an d   H 2   th at  ca u s es  to   h ig h e r   p o wer   o n   o u tp u t.   W h ile,   g r o win g   AFR   r ed u ce s   C an d   H 2   p r o d u ctio n   wh ich   m ak es in   d eg r ad i n g   o f   s y s tem   p er f o r m a n ce .       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h is   p ap er   was  a   p ar t   o f   th p r o ject  f u n d ed   b y   I ce lan d i R esear ch   Fu n d   ( I R F),   ( in   I ce lan d ic:  R an n s o k n asjo d u r )   an d   th g r a n t n u m b er   is   1 9 6 4 5 8 - 0 5 1 .       RE F E R E NC E S     [1 ]   S .   S a fa rian ,   P .   Kh o d a p a ra st,  a n d   M .   Ka teb ,   " M o d e li n g   a n d   tec h n ica l - e c o n o m ic  o p ti m iza ti o n   o f   e l e c tri c it y   su p p l y   n e two rk   b y   th re e   p h o to v o l taic   sy ste m s,"   J o u rn a o S o l a r E n e rg y   E n g i n e e rin g ,   v o l.   1 3 6 ,   n o .   2 ,   p .   0 2 4 5 0 1 ,   2 0 1 4 .   [2 ]   S .   S a fa rian ,   R.   U n n t h o rss o n ,   a n d   C .   R ich ter,  " Tec h n o - e c o n o m ic  a n a ly sis  o p o we p r o d u c ti o n   b y   u si n g   wa ste   b io m a ss   g a sifica ti o n , "   J o u rn a o Po we r a n d   E n e rg y   En g i n e e rin g ,   v o l.   8 ,   n o .   0 6 ,   p p .   1 - 8 ,   2 0 2 0 . \   [3 ]   S .   Be g u m ,   M .   Ra su l ,   a n d   D.   Ak b a r,   " A   n u m e rica in v e stig a ti o n   o m u n ici p a so li d   wa ste   g a sifica ti o n   u sin g   a sp e n   p lu s, "   Pro c e d i a   e n g i n e e rin g ,   v o l.   9 0 ,   p p .   7 1 0 - 7 1 7 ,   2 0 1 4 .   [4 ]   S .   S a fa rian ,   S .   S a tt a ri,   a n d   Z.   Ha m i d z a d e h ,   " S u sta in a b i li ty   a ss e ss m e n o b i o d ies e su p p ly   c h a in   fr o m   v a rio u s   b io m a ss e s a n d   c o n v e rsio n   tec h n o l o g ies , "   Bi o Ph y sic a Eco n o mic s a n d   Res o u rc e   Qu a l it y ,   v o l.   3 ,   n o .   6 ,   2 0 1 8 .   [5 ]   S .   S a fa rian ,   S .   S a tt a ri ,   R.   Un n t h o rss o n ,   a n d   Z.   Ha m id z a d e h ,   " P r io r it iza ti o n   o Bio e th a n o P ro d u c ti o n   S y ste m fro m   Ag ricu lt u ra a n d   Was te  A g ricu lt u ra Bio m a ss   Us in g   M u lt i - c rit e ria  De c isio n   M a k in g , "   Bi o p h y sic a E c o n o mic a n d   Res o u rc e   Qu a li ty,   v o l.   4 ,   n o .   4 ,   2 0 1 9 .   [6 ]   J.  S p e irs,   C.   M c G lad e ,   a n d   R.   S lad e ,   " Un c e rtain t y   i n   th e   a v a il a b il it y   o f   n a tu ra re so u rc e s:  F o s sil  fu e ls,   c rit ica m e tals a n d   b i o m a ss , "   En e rg y   P o li c y ,   v o l.   8 7 ,   p p .   6 5 4 - 6 6 4 ,   2 0 1 5 .   [7 ]   S .   S a fa rian   a n d   R .   Un n th o rss o n ,   " An   a ss e ss m e n o th e   su sta in a b i l it y   o li g n o c e ll u lo sic   b i o e th a n o p ro d u c ti o n   fro m   wa ste s in   Ic e lan d , "   En e rg ies ,   vol .   1 1 ,   n o .   6 ,   p p .   1 - 1 6 ,   2 0 1 8 .   [8 ]   P .   Lau ri ,   P .   Ha v k ,   G .   Kin d e rm a n n ,   N .   F o rse ll ,   H.  B ö tt c h e r,   a n d   M .   Ob e rste in e r,   " Wo o d y   b io m a ss   e n e rg y   p o te n ti a in   2 0 5 0 , "   En e rg y   Po li c y ,   v o l.   6 6 ,   p p .   1 9 - 3 1 ,   2 0 1 4 .   [9 ]   IEA.   " In tern a ti o n a E n e rg y   As so c iatio n   (I EA)  d a tab a se . "   h tt p :/ / ww w.i e a . o rg /     [1 0 ]   S .   H.  S a m a d i,   B.   G h o b a d ian ,   a n d   M .   No sra ti ,   " P re d icti o n   a n d   e stim a ti o n   o b io m a ss   e n e rg y   fr o m   a g ricu lt u ra l   re sid u e s u sin g   a ir  g a sifica ti o n   tec h n o lo g y   in   Ira n , "   Ren e wa b le E n e rg y ,   v o l.   1 4 9 ,   p p .   1 0 7 7 - 1 0 9 1 ,   2 0 2 0 .   [1 1 ]   N.  Ko b a y a sh i   e a l. ,   " Hig h   tem p e r a tu re   a ir - b lo w n   wo o d y   b io m a ss   g a sifica ti o n   m o d e fo th e   e stim a ti o n   o a n   e n train e d   d o w n - flo g a sifier,"   W a ste   M a n a g e me n t,   v o l .   2 9 ,   n o .   1 ,   p p .   2 4 5 - 2 5 1 ,   2 0 0 9 .   [1 2 ]   S .   S a fa rian ,   C.   Rich ter,  a n d   R .   Un n t h o rss o n ,   " Was te  Bio m a ss   G a sifica ti o n   S imu latio n   Us in g   As p e n   P l u s:   P e rfo rm a n c e   Ev a lu a ti o n   o f   W o o d   C h i p s,  S a wd u st  a n d   M i x e d   P a p e Was tes , "   J o u rn a o f   Po w e a n d   E n e rg y   En g i n e e rin g ,   v o l.   7 ,   n o .   6 ,   p p .   1 2 - 3 0 ,   2 0 1 9 .   [1 3 ]   S .   S a fa rian ,   R.   U n n t h o rss o n ,   a n d   C.   Rich ter,  " De v e l o p m e n o a   n e sto ich i o m e tri c   e q u il i b ri u m - b a se d   m o d e fo wo o d   c h i p a n d   m ix e d   p a p e r   wa ste g a sifica ti o n   b y   ASP EN   P l u s,"   in   A S M E   In ter n a ti o n a l   M e c h a n ic a E n g in e e rin g   Co n g re ss   a n d   Exp o si ti o n ,   2 0 1 9 ,   v o l.   5 9 4 3 8 Am e rica n   S o c iet y   o f   M e c h a n ica En g in e e rs,  p .   V0 0 6 T 0 6 A0 0 2 .     [1 4 ]   S .   S a fa rian ,   R.   U n n t h o rss o n ,   a n d   C.   Rich ter,   " S imu lati o n   o s m a ll - sc a le  w a ste   b io m a ss   g a sifica ti o n   in teg ra ted   p o we p ro d u c ti o n :   a   c o m p a ra ti v e   p e rfo rm a n c e   a n a ly sis   fo r   ti m b e a n d   wo o d   wa ste , "   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o f   Ap p li e d   P o we r E n g in e e rin g ,   v o l.   9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 4 7 - 1 5 2 ,   2 0 2 0 .   [1 5 ]   S .   S a fa rian ,   R .   U n n t h o r ss o n ,   a n d   C.   R ich ter,   " T h e   e q u i v a len c e   o f   sto ic h io m e tri c   a n d   n o n - st o ich i o m e tri c   m e th o d s   fo m o d e li n g   g a sifica ti o n   a n d   o t h e re a c ti o n   e q u il i b ria,"   Re n e wa b le  a n d   S u st a in a b le  E n e rg y   Rev i e ws,  v o l.   1 3 1 ,   p .   1 0 9 9 8 2 ,   2 0 2 0 .   [1 6 ]   P. - C.   K u o ,   W .   W u ,   a n d   W . - H.  C h e n ,   " G a sifi c a ti o n   p e rfo rm a n c e o ra a n d   to rre fied   b io m a ss   i n   a   d o wn d ra ft  f ix e d   b e d   g a sifier  u sin g   t h e rm o d y n a m ic an a ly sis,"   F u e l,   v o l.   1 1 7 ,   p p .   1 2 3 1 - 1 2 4 1 ,   2 0 1 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8 7 9 2   I n t J   Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 2 1 80     88   86   [1 7 ]   P .   Les ti n sk y   a n d   A.   P a li t,   " Wo o d   p y ro l y sis  u sin g   a sp e n   p l u sim u latio n   a n d   in d u striall y   a p p l ica b le   m o d e l, G e o S c ien c e   En g in e e rin g ,   v o l.   6 2 ,   n o .   1 ,   p .   1 1 ,   2 0 1 6 .   [1 8 ]   S .   R u p e sh ,   C.   M u ra lee d h a ra n ,   a n d   P .   Aru n ,   " AS P EN  p l u m o d e ll in g   o a ir ste a m   g a sifica ti o n   o b i o m a ss   with   so rb e n e n a b led   CO 2   c a p t u re     [1 9 ]   A.  G a g li a n o ,   F .   No c e ra ,   M .   Bru n o ,   a n d   G .   Ca rd il l o ,   " De v e l o p m e n t   o f   a n   e q u il i b riu m - b a se d   m o d e o g a sifica ti o n   o f   b io m a ss   b y   As p e n   P lu s, "   E n e rg y   P ro c e d ia,  v o l.   1 1 1 ,   p p .   1 0 1 0 - 1 0 1 9 ,   2 0 1 7 .   [2 0 ]   L.   P .   R.   P a la,   Q.  Wan g ,   G .   Ko lb ,   a n d   V.  He ss e l,   " S tea m   g a sifica ti o n   o f   b i o m a ss   with   su b se q u e n sy n g a a d ju stm e n t   u sin g   sh i ft   re a c ti o n   f o r   sy n g a p ro d u c ti o n A n   As p e n   P l u s m o d e l, "   Re n e wa b le E n e rg y ,   v o l.   1 0 1 ,   p p .   4 8 4 - 4 9 2 ,   2 0 1 7 .   [2 1 ]   W.   Do h e rty ,   A.  Re y n o l d s,  a n d   D.  Ke n n e d y ,   " S imu lat io n   o f   a   c ircu latin g   fl u id ise d   b e d   b io m a ss   g a sifier  u si n g   ASP EN  P l u s: a p e rf o rm a n c e   a n a ly sis,"   2 0 0 8 .   [2 2 ]   S.   Be g u m ,   M .   Ra su l ,   a n d   D.   Ak b a r,   " A   n u m e rica in v e stig a ti o n   o m u n ici p a so li d   wa ste   g a sifica ti o n   u sin g   a sp e n   p lu s, "   P r o c e d ia en g in e e rin g ,   v o l .   9 0 ,   p p .   7 1 0 - 7 1 7 ,   2 0 1 4 .   [2 3 ]   T.   Da m a rtzis,  S .   M ich a il o s,  a n d   A.  Zab a n io t o u ,   " En e r g e ti c   a ss e ss m e n o a   c o m b in e d   h e a a n d   p o we in teg ra ted   b io m a ss   g a sifica ti o n in ter n a c o m b u stio n   e n g i n e   sy ste m   b y   u si n g   As p e n   P lu s®,"   F u e p r o c e ss in g   t e c h n o l o g y ,   v o l .   9 5 ,   p p .   3 7 - 4 4 ,   2 0 1 2 .   [2 4 ]   D.  Ro y ,   S .   S a m a n ta,  a n d   S .   G h o s h ,   " T h e rm o - e c o n o m ic  a ss e ss m e n o b i o m a ss   g a sifica ti o n - b a se d   p o we g e n e ra t io n   sy ste m   c o n s ists  o so l id   o x i d e   fu e c e ll ,   su p e rc rit ica c a rb o n   d i o x i d e   c y c le  a n d   i n d irec tl y   h e a ted   a ir   tu rb i n e , "   C lea n   T e c h n o l o g ies   a n d   E n v iro n me n ta Po li c y ,   v o l.   2 1 ,   n o .   4 ,   p p .   8 2 7 - 8 4 5 ,   2 0 1 9 .   [2 5 ]   I. - S .   An t o n o p o u l o s,  e a l . ,   " M o d e ll in g   o a   d o w n d ra ft  g a sif ier  fe d   b y   a g ri c u lt u ra re sid u e s, "   W a st e   ma n a g e me n t v o l.   3 2 ,   n o .   4 ,   p p .   7 1 0 - 7 1 8 ,   2 0 1 2 .   [2 6 ]   S .   S a fa rian ,   R.   U n n t h o rss o n ,   a n d   C.   Rich ter,  " P e rf o rm a n c e   a n a ly sis  a n d   e n v iro n m e n tal  a ss e ss m e n t   o sm a ll - sc a le  wa ste   b io m a ss   g a sifica ti o n   i n teg r a ted   CHP  in   Ic e lan d , "   En e rg y ,   p p .   1 1 7 2 6 8 ,   2 0 2 0 .   [2 7 ]   S .   S a fa rian ,   R.   Un n t h o rss o n ,   a n d   C.   Rich ter,  " Tec h n o - e c o n o m ic  a n d   e n v ir o n m e n tal  a ss e ss m e n o f   p o we s u p p ly   c h a in   b y   u si n g   wa ste   b i o m a ss   g a sifica ti o n   in   Ic e lan d , "   Bi o Ph y si c a Eco n o mic a n d   S u st a in a b i li t y ,   v o l.   5 ,   p p .   7 ,   2 0 2 0 .   [2 8 ]   S .   S a fa rian ,   R.   Un n t h o rss o n ,   a n d   C.   Rich ter,  " S imu lati o n   a n d   p e rfo rm a n c e   a n a ly sis  o in teg ra te d   g a sifica ti o n sy n g a s ferm e n tatio n   p lan f o l ig n o c e ll u lo sic   e t h a n o p r o d u c ti o n , "   F e rm e n ta ti o n ,   v o l.   6 ,   n o .   3 ,   p p .   6 8 ,   2 0 2 0 .   [2 9 ]   K.  S u n ,   " O p ti m iza ti o n   o f   b i o m a ss   g a sifica ti o n   re a c to u si n g   As p e n   P lu s,"   g sk o len   i   T e lem a rk ,   2 0 1 5 .     [3 0 ]   M .   B.   Ni k o o   a n d   N.   M a h in p e y ,   " S imu latio n   o b io m a ss   g a sifica ti o n   i n   fl u id ize d   b e d   re a c to u si n g   ASP EN  P LUS , "   Bi o ma ss   a n d   b i o e n e rg y ,   v o l.   3 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 2 4 5 - 1 2 5 4 ,   2 0 0 8 .   [3 1 ]   M .   S .   Ei k e lan d ,   R.   K.  T h a p a ,   a n d   B.   Ha lv o rs e n ,   " As p e n   p l u sim u latio n   o b io m a ss   g a sifica ti o n   with   k n o wn   re a c ti o n   k i n e ti c , "   C o n f.   Pr o c e e d in g o t h e   5 6 th   C o n fer e n c e   o n   S i mu la ti o n   a n d   M o d e ll in g ,   Oc t.   2 0 1 5 ,   p p .   7 - 9.   [3 2 ]   P .   Ka u sh a l   a n d   R.   T y a g i,   " Ad v a n c e d   sim u lati o n   o f   b io m a ss   g a sif ic a ti o n   in   a   fl u id ize d   b e d   re a c to r   u si n g   ASP EN   P LUS , "   Ren e wa b le en e rg y ,   v o l.   1 0 1 ,   p p .   6 2 9 - 6 3 6 ,   2 0 1 7 .   [3 3 ]   N.  Ra m z a n ,   A.   As h ra f,   S .   Na v e e d ,   a n d   A.   M a li k ,   " S imu latio n   o f   h y b rid   b io m a ss   g a sifica ti o n   u si n g   As p e n   p lu s:   A   c o m p a ra ti v e   p e rfo rm a n c e   a n a ly si fo fo o d ,   m u n i c ip a so l id   a n d   p o u lt r y   wa ste , "   Bi o m a ss   a n d   b i o e n e rg y ,   v o l.   3 5 ,   n o .   9 ,   p p .   3 9 6 2 - 3 9 6 9 ,   2 0 1 1 .   [3 4 ]   S .   V.  Va ss il e v ,   D.  Ba x ter,  L.   K .   An d e rse n ,   a n d   C.   G .   Va ss il e v a ,   " An   o v e rv iew   o t h e   c h e m ica c o m p o siti o n   o f   b io m a ss , "   F u e l,   v o l.   8 9 ,   n o .   5 ,   p p .   9 1 3 - 9 3 3 ,   2 0 1 0 .   [3 5 ]   T.   M i les ,   e a l. ,   " Al k a li   d e p o sits   fo u n d   i n   b io m a ss   p o we p lan ts:   p re li m i n a ry   in v e stig a ti o n   o f   t h e ir  e x te n a n d   n a tu re , "   UN T   Dig i ta l   L ib r a ry ,   1 9 9 5 .   [3 6 ]   R.   W.   Br y e rs,  " F ires id e   sla g g in g ,   fo u l in g ,   a n d   h ig h - tem p e ra tu re   c o rro sio n   o f   h e a t - tran sfe su rfa c e   d u e   to   imp u ri ti e s   in   ste a m - ra isin g   f u e ls,"   Pr o g re ss   in   e n e rg y   a n d   c o mb u stio n   sc ien c e ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 ,   p p .   2 9 - 1 2 0 ,   1 9 9 6 .   [3 7 ]   M .   Th e is,   B. - J.  S k rif v a rs,  M .   H u p a ,   a n d   H.  Tran ,   " F o u li n g   ten d e n c y   o a sh   re su lt i n g   fr o m   b u rn i n g   m i x tu re o f   b io f u e ls.  P a rt  1 De p o siti o n   ra tes , "   Fu e l,   v o l.   8 5 ,   n o .   7 - 8,   p p .   1 1 2 5 - 1 1 3 0 ,   2 0 0 6 .   [3 8 ]   M .   Th e is,  B. - J .   S k r ifv a rs,  M .   Zev e n h o v e n ,   M .   Hu p a ,   a n d   H.   Tran ,   " F o u li n g   ten d e n c y   o a sh   re su lt i n g   fro m   b u rn i n g   m ix tu re s o f   b i o fu e ls.  P a rt  2 :   De p o sit  c h e m istry , "   Fu e l,   v o l.   8 5 ,   n o .   1 4 - 1 5 ,   p p .   1 9 9 2 - 2 0 0 1 ,   2 0 0 6 .   [3 9 ]   M .   Zev e n h o v e n - On d e rwa ter,   R.   Ba c k m a n ,   B. - J.  S k rif v a rs,  a n d   M .   Hu p a ,   " Th e   a sh   c h e m istry   i n   flu i d ise d   b e d   g a sifica ti o n   o f   b io m a ss   fu e ls.   P a rt  I:   p re d ic ti n g   th e   c h e m istry   o f   m e lt in g   a sh e a n d   a sh b e d   m a teria in tera c ti o n , "   Fu e l,   v o l.   8 0 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 4 8 9 - 1 5 0 2 ,   2 0 0 1 .   [4 0 ]   M .   Zev e n h o v e n - On d e rwa ter,  J. - P .   Blo m q u ist,   B. - J.  S k rifv a rs,  R .   Ba c k m a n ,   a n d   M .   Hu p a ,   " Th e   p re d ictio n   o f   b e h a v i o u o a sh e fr o m   fiv e   d if fe re n so li d   fu e ls  in   f lu i d ise d   b e d   c o m b u stio n , "   Fu e l ,   v o l.   7 9 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 3 5 3 - 1 3 6 1 ,   2 0 0 0 .   [4 1 ]   A.  De m irb a s,  " Co m b u stio n   c h a ra c teristics   o d iffere n t   b i o m a ss   fu e ls,"   Pro g re ss   in   e n e rg y   a n d   c o mb u stio n   sc ien c e ,   v o l.   3 0 ,   n o .   2 ,   p p .   2 1 9 - 2 3 0 ,   2 0 0 4 .   [4 2 ]   D.  Va m v u k a   a n d   D.  Zo g ra fo s,  " P re d ictin g   th e   b e h a v i o u o a sh   fro m   a g ricu lt u ra wa ste d u ri n g   c o m b u sti o n , "   F u e l ,   v o l.   8 3 ,   n o .   1 4 - 1 5 ,   p p .   2 0 5 1 - 2 0 5 7 ,   2 0 0 4 .   [4 3 ]   D.  Va m v u k a ,   D.  Zo g ra fo s,  a n d   G .   Ale v izo s,  " Co n tro m e th o d fo m it ig a ti n g   b io m a ss   a sh - re late d   p ro b lem in   flu id ize d   b e d s, "   Bi o re so u rc e   tec h n o l o g y ,   v o l.   9 9 ,   n o .   9 ,   p p .   3 5 3 4 - 3 5 4 4 ,   2 0 0 8 .   [4 4 ]   A.  M o il a n e n ,   " Th e rm o g ra v ime tri c   c h a ra c terisa ti o n o b i o m a ss   a n d   wa ste   fo g a sifica ti o n   p r o c e ss e s,"   e d VTT,   2 0 0 6 .   [4 5 ]   A.  T.   M a siá ,   B.   Bu h re ,   R.   G u p ta,  a n d   T.   Wall ,   " C h a ra c terisin g   a sh   o b i o m a ss   a n d   wa ste , "   F u e Pro c e ss in g   T e c h n o l o g y ,   v o l.   8 8 ,   n o .   1 1 - 1 2 ,   p p .   1 0 7 1 - 1 0 8 1 ,   2 0 0 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       P erfo r ma n ce   a n a lysi s   o p o w er g en era tio n   b w o o d   a n d   w o o d b io ma s s   g a s ifica tio n   ( S a h a r   S a fa r ia n )   87   [4 6 ]   M .   Lap u e rta,  J.   J.  He rn á n d e z ,   A.   P a z o ,   a n d   J.   p e z ,   " G a sifica ti o n   a n d   c o - g a sifica ti o n   o f   b i o m a ss   wa ste s:  Eff e c o f   th e   b i o m a ss   o rig i n   a n d   th e   g a sifi e o p e ra ti n g   c o n d it i o n s, "   F u e p r o c e ss in g   tec h n o l o g y ,   v o l.   8 9 ,   n o .   9 ,   p p .   8 2 8 - 8 3 7 ,   2 0 0 8 .   [4 7 ]   D.  A.  Ti ll m a n ,   " Bi o m a ss   c o firi n g t h e   tec h n o lo g y ,   t h e   e x p e rien c e ,   th e   c o m b u stio n   c o n se q u e n c e s,"   Bi o ma ss   a n d   b io e n e rg y ,   v o l.   1 9 ,   n o .   6 ,   p p .   3 6 5 - 3 8 4 ,   2 0 0 0 .   [4 8 ]   A.  De m irb a s,  " P o ten ti a a p p li c a ti o n o re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e s,   b io m a ss   c o m b u stio n   p r o b lem in   b o i ler  p o we r   sy ste m a n d   c o m b u stio n   re late d   e n v ir o n m e n tal  issu e s,"   Pr o g re ss   i n   e n e rg y   a n d   c o m b u sti o n   sc ien c e ,   v o l.   3 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 1 - 1 9 2 ,   2 0 0 5 .   [4 9 ]   X.  Wei,   U.  S c h n e ll ,   a n d   K.  R.   He in ,   " Be h a v io u o f   g a se o u c h l o rin e   a n d   a lk a li   m e tals  d u ri n g   b io m a ss   th e rm a u ti li sa ti o n , "   F u e l,   v o l.   8 4 ,   n o .   7 - 8 ,   p p .   8 4 1 - 8 4 8 ,   2 0 0 5 .   [5 0 ]   T.   Da m a rtzis,  S .   M .   E b ra h imi  S a ry a z d i ,   a n d   A.  Zab a n io t o u ,   " E n e r g e ti c   a ss e ss m e n o a   c o m b i n e d   h e a a n d   p o we r   in teg ra ted   b i o m a ss   g a sifica ti o n in tern a c o m b u sti o n   e n g i n e   sy st e m   b y   u si n g   As p e n   P lu s®, "   F u e p ro c e ss in g   tec h n o l o g y ,   v o l.   9 5 ,   p p .   3 7 - 4 4 ,   2 0 1 2 .   [5 1 ]   S .   S a fa rian ,   S .   M .   E b ra h imi  S a ry a z d i ,   R.   Un n th o rss o n ,   a n d   C.   R i c h ter,  " Artifi c ial  n e u ra n e two r k   in teg ra ted   wit h   th e rm o d y n a m ic  e q u i li b ri u m   m o d e li n g   o d o wn d ra ft  b io m a ss   g a si fica ti o n - p o we p r o d u c ti o n   p lan t, "   En e rg y ,   v o l .   2 1 3 ,   p p .   1 1 8 8 0 0 ,   2 0 2 0 .   [5 2 ]   J.  Ha n   e a l. ,   " M o d e li n g   d o wn d r a ft  b i o m a ss   g a sifica ti o n   p ro c e ss   b y   re strictin g   c h e m ica re a c ti o n   e q u il i b ri u m   wit h   As p e n   P l u s,"   E n e rg y   c o n v e rs io n   a n d   ma n a g e me n t ,   v o l .   1 5 3 ,   p p .   6 4 1 - 6 4 8 ,   2 0 1 7 .   [5 3 ]   A.  J.  Ke c h e ,   A.   P .   R.   G a d d a le,  a n d   R .   G .   Tate d ,   " S imu lati o n   o f   b i o m a ss   g a sifica ti o n   i n   d o wn d r a ft  g a sifier  f o r   d iffere n b io m a ss   fu e ls  u si n g   A S P EN  P LUS , "   Clea n   T e c h n o l o g ies   a n d   En v ir o n me n t a P o li c y ,   v o l.   1 7 ,   n o .   2 ,   p p .   465 - 4 7 3 ,   2 0 1 5.   [5 4 ]   M .   F e rn a n d e z - Lo p e z ,   e a l . ,   " S im u latio n   o t h e   g a sifica ti o n   o a n i m a wa ste in   a   d u a g a sifier  u sin g   As p e n   P l u s®,"   En e r g y   c o n v e rs io n   a n d   ma n a g e m e n t ,   v o l.   1 4 0 ,   p p .   2 1 1 - 2 1 7 ,   2 0 1 7 .   [5 5 ]   C.   P a n d a ,   " As p e n   p l u s sim u lati o n   a n d   e x p e rime n tal  stu d ies   o n   b io m a ss   g a sifica ti o n , "   T h e sis 2 0 1 2 .     [5 6 ]   J.  F .   P e ters ,   e t   a l. ,   " A   k i n e ti c   re a c ti o n   m o d e l   fo r   b io m a ss   p y ro l y si p ro c e ss e in   As p e n   P l u s,"   Ap p l ied   e n e rg y ,   v o l.   1 8 8 ,   p p .   5 9 5 - 6 0 3 ,   2 0 1 7 .   [5 7 ]   M .   S .   Ei k e lan d   a n d   R.   K.  T h a p a ,   " S te p wise   a n a ly sis  o g a sifi c a ti o n   re a c ti o n wit h   As p e n   P l u a n d   C P F D,"   In ter n a t io n a J o u rn a o E n e rg y   Pro d u c t io n   a n d   M a n a g e me n t ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p p .   7 0 - 8 0 ,   2 0 1 7 .   [5 8 ]   R.   Li u ,   M .   G ra e b n e r,   R.   Tsiav a ,   T.   Zh a n g ,   a n d   S .   Xu ,   " S im u lat io n   a n a l y sis  o th e   sy ste m   in te g ra ti n g   o x y - fu e l   c o m b u stio n   a n d   c h a g a sifica ti o n , "   J o u r n a l   o En e rg y   Res o u rc e s T e c h n o l o g y ,   p p .   1 - 1 2 ,   2 0 2 0 .   [5 9 ]   F .   N.  Ra h m a ,   e a l . ,   " I n v e stig a ti o n   o f   p r o c e ss   p a ra m e ters   in flu e n c e   o n   m u n ici p a so li d   wa ste   g a sific a ti o n   wit h   CO 2   Ca p tu re   v ia  P ro c e ss   S imu lati o n   Ap p r o a c h , "   I n t . J o u rn a o Ren e w a b le E n e rg y   De v e lo p me n t ,   v o l.   1 0 ,   n o .   1 .   [6 0 ]   R.   E.   M o s h i,   Y.  A.   C.   Ja n d e ,   T.   T .   Kiv e v e le,   a n d   W.   Kim ,   " S imu lat io n   a n d   p e rf o rm a n c e   a n a ly sis o m u n icip a l   so li wa ste   g a sifica ti o n   in   a   n o v e h y b r id   fi x e d   b e d   g a sifier  u sin g   As p e n   p lu s, "   E n e rg y   S o u rc e s ,   p p .   1 - 1 3 ,   2 0 2 0 .   [6 1 ]   D.  Ha n to k o ,   M .   Ya n ,   B .   P ra b o w o ,   H.   S u sa n t o ,   X .   L i,   a n d   C.   Ch e n ,   " As p e n   P l u m o d e li n g   a p p r o a c h   i n   s o li d   wa ste   g a sifica ti o n , "   Cu rr e n t   d e v e lo p me n ts i n   b i o tec h n o l o g y   a n d   b i o e n g in e e rin g El se v ier ,   p p .   2 5 9 - 2 8 1 ,   2 0 1 9 .   [6 2 ]   S .   S a fa rian   a n d   M .   Ba ra rz a d e h ,   " Ex e rg y   a n a ly sis  o h i g h - p e rfo rm a n c e   c y c les   fo g a tu rb i n e   with   a ir - b o tt o m in g , "   J o u rn a o M e c h a n ic a E n g i n e e rin g   Res e a rc h ,   v o l.   5 ,   n o .   2 ,   p p .   3 8 - 4 9 ,   2 0 1 2 .   [6 3 ]   A.  D e m irb a s,  " Co m b u stio n   c h a ra c teristics   o d iffere n t   b i o m a ss   fu e ls,"   Pro g re ss   in   e n e rg y   a n d   c o mb u stio n   sc ien c e v o l.   3 0 ,   n o .   2 ,   p p .   2 1 9 - 2 3 0 ,   2 0 0 4 .   [6 4 ]   A.  De m irb a s,  " P o ten ti a a p p li c a ti o n o re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e s,   b io m a ss   c o m b u stio n   p r o b lem in   b o i ler  p o we sy ste m a n d   c o m b u stio n   re late d   e n v ir o n m e n tal  issu e s,"   Pr o g re ss   in   e n e rg y   a n d   c o m b u sti o n   sc ien c e ,   v o l.   3 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 1 - 1 9 2 ,   2 0 0 5 .   [6 5 ]   T.   M a d h i y a n o n ,   P .   S a th it ru a n g s a k ,   a n d   S .   S o p o n ro n n a rit ,   " Co - c o m b u sti o n   o rice   h u sk   wit h   c o a in   a   c y c lo n ic   flu id ize d - b e d   c o m b u st o - F BC) , "   F u e l ,   v o l.   8 8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 2 - 1 3 8 ,   2 0 0 9 .   [6 6 ]   A.  P e tt in a u ,   F .   F e rra ra ,   a n d   C.   A m o rin o ,   " C o m b u sti o n   v s.  g a sifica ti o n   f o a   d e m o n stra ti o n   CCS   (c a r b o n   c a p tu re   a n d   sto ra g e p r o jec in   Italy :   A t e c h n o - e c o n o m ic an a ly sis, "   E n e rg y ,   v o l.   5 0 ,   p p .   1 6 0 - 1 6 9 ,   2 0 1 3 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       S a h a r   S a f a r ia n   g ra d u a te d   Ba c h e lo o Ch e m ica En g in e e rin g   a n d   M a ste r   in   En e rg y   S y ste m En g i n e e rin g .   C u rre n tl l y ,   d o in g   P h o n   Was te  Bi o m a ss   G a sific a ti o n   f o En e rg y   P r o d u c ti o n   in   Un iv e rsity   o f   Ic e lan d .   M a in   fiel d a re   sim u latio n ,   p e rfo rm a n c e   a n a ly sis,  tec h n o - e c o n o m ic  a n d   e n v iro n m e n tal  a ss e ss m e n t,   g a sifica ti o n   i n teg ra ted   p o we g e n e ra ti o n   a n d   wa ste   to   p o we r.               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8 7 9 2   I n t J   Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 2 1 80     88   88     Run a r   Unn th o r ss o n   re c e iv e d   th e   B. S c . ,   M . S c . ,   a n d   P h . D.  De g re e in   M e c h a n ica En g in e e rin g   fro m   Un iv e rsit y   o I c e lan d .   No h e   is  He a d   o En g i n e e rin g   F a c u lt y   a n d   He a d   o Bio m a ss   G a sific a ti o n   g ro u p   in   De p a rtme n o I n d u strial,   M e c h a n ica a n d   Co m p u ter  En g in e e ri n g   a t   Un iv e rsity   o f   Ic e lan d .   Are a o f   e x p e rti se   a re   re n e wa b le  e n e rg y ,   g a sifica ti o n   in te g ra ted   p o we r   g e n e ra ti o n   tec h n o lo g y ,   e n e rg y   e ff icie n c y ,   p e rf o rm a n c e   e n g i n e e rin g   a n d   e tc.               Christia a n   Ric h te r   re c e iv e d   B. A.  in   M a th e m a ti c a n d   B. S c .   (Ho n s)  i n   Ap p li e d   M a t h e m a ti c a n d   Ed u c a ti o n   a Un i v e rsity   o P r e to ria,  S o u t h   Afric a .   G ra d u a ted   M . S .   i n   Ch e m ica En g in e e rin g   a n d   Ap p li e d   M a t h e m a t ics   fro m   Un iv e rsity   o Ne b ra sk a - Li n c o ln   a n d   P h i n   Ch e m ica l   En g i n e e rin g   fro m   No rt h e a ste rn   Un iv e rsity .   C u re n tl l y ,   h e   is   P r o f e ss o in   F a c u lt y   o I n d u strial  M e c h a n ica &   Co m p u ter  En g in e e rin g   a U n iv e rsit y   o f   Ic e lan d .   Are a o e x p e rti se   a r e   e lec tro - c a taly sis,  e lec tro c h e m ica sy n th e s is,  b i o m a ss   g a sifica ti o n ,   sim u latio n   a n d   e tc.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.