L’exergie est utilisée comme une mesure générale de l'énergie pour comparer les options d’un procédé. L’exergie a l'avantage de permettre la quantification de l'énergie requise par un procédé indépendamment du mélange énergétique utilisé. En outre, l'exergie est étroitement liée aux coûts des porteurs d'énergie, c'est-à-dire la vapeur industrielle à différents niveaux de pression, les combustibles et l'électricité ont un prix comparable, si on les compare à la valeur exergétique. Ainsi, les pertes exergétiques d'un procédé caractérisent les coûts énergétiques associés. Dans les procédés chimiques, une grande contribution à l'exergie est l'exergie chimique, c'est-à-dire l'énergie associée aux liaisons chimiques des molécules. Ainsi, en ce qui concerne uniquement la réaction majeure et les changements associés à l'exergie chimique, il est déjà possible d'avoir une idée fondamentale des besoins énergétiques d'un procédé. Comme plus d'informations comme les températures et les pressions deviennent disponibles au cours de la conception du processus, ces informations peuvent être utilisée à nouveau dans l’analyse exergétique et donc affiner les résultats. Le niveau de détail peut être affiné même au niveau, où les pertes d'exergie au niveau de chaque pièces individuelles de l’équipement peuvent être incluses.

Pour effectuer une évaluation exergétique, un outil de simulation basé sur MATLAB, ExergySim, a été développé, ce qui permet des évaluations exergétiques. L'avantage de cet outil est qu'il peut être utilisé d'une manière très générale, par ex. la définition de composantes caractéristiques dans le cas où le produit réel n'est pas exactement connu au début du processus de conception. Dans ExergySim, une méthode de raccourci pour estimer la consommation d'exergie en aval a été développée.

ExergySim a été utilisé pour comparer différentes voies de la biomasse brute aux produits finis. Voici quelques aperçus:

  • La teneur en oxygène des futurs produits intermédiaires et des intermédiaires devrait être plus élevée qu'aujourd'hui, en raison de la forte teneur en oxygène de la biomasse. Le retrait de cet oxygène nécessite une entrée supplémentaire d'exergie.
  • Si une teneur en oxygène plus élevée dans les produits est acceptable, les matières premières efficaces sont l'amidon et le sucre, si l'exergie de la production de biomasse est également comptabilisée. Si une faible teneur en oxygène est souhaitée, l'huile végétale est un bon choix comme matière première.
  • L'énergie globale requise pour les procédés biologiques sera supérieure à celle de la chimie fossile d'aujourd'hui.

Ainsi, l'exergie globale s'est avérée être une base très polyvalente pour comparer les options de procédé. La dévaluation de l'énergie peut être approximativement estimée ou évaluée en tenant compte des détails d'équipement même sur la base d'une quantité unique et universelle. Ainsi, l'exergie peut être utilisée de façon cohérente à toutes les étapes du développement du procédé, où l'exergie décrit l'apport énergétique minimal requis pour le procédé.

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Contact(s) : Andreas Pfennig

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