Critical impacts of energy targeting on the sustainability of advanced biobutanol separation
Notice bibliographique
Résumé
Biobutanol stands out as an advanced renewable biofuel, yet its production through fermentation yields a low butanol concentration, necessitating expensive and energy-intensive separation methods, particularly by distillation. Alternative approaches, including adsorptive separation, have emerged, with the 2-column zeolite-based process showing promise. This study employed Aspen Plus for simulating adsorptive separation, utilized Pinch technology for heat integration, and analyzed various alternatives using the life cycle assessment (LCA) approach. Compared to the base case, which relied on our previously acquired experimental data and further purification through atmospheric distillation, the adoption of indirect heating/cooling adsorption reduced heating energy demand by 59.5%. Additionally, cooling energy usage was increased notably by 68.9%, and chilling prerequisites were eliminated. The implementation of Pinch technology further reduced heating and cooling energy requirements by approximately 36%. Multi-pressure distillation was also explored, revealing its potential to reduce heating energy consumption by 46.6%, accompanied by a modest 6.2% increase in cooling energy demand. A gate-to-gate LCA framework was used to evaluate the environmental impacts. The results showed that the combination of indirect heating/cooling adsorption, multi-pressure distillation, and energy-efficient practices resulted in over a 98% reduction in damages related to human health, ecosystem well-being, and resource depletion compared to the base case. Prioritization of key performance indicators revealed that human health had the most significant influence, with prominent midpoint effects attributed to human toxicity and global warming. This study underscores the pivotal role of energy targeting in curtailing energy consumption and enhancing the sustainability of adsorptive biobutanol separation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».