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Investigating the Development of the Bioproducts Production Platform from a Technoeconomic and Environmental Perspective

机译：从技术经济和环境角度研究生物产品生产平台的发展

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摘要

This study explored thermochemical and biochemical conversion processes for converting biomass to transportation fuels, and developed a pyrolysis-biochar-bioenergy platform to produce carbon negative energy. Multiple methodologies including process modeling, techno-economic analysis, life cycle analysis, sensitivity and uncertainty analysis were used to comprehensively evaluate the commercialization feasibility of fast pyrolysis technology.;This dissertation comprises four distinct topics organized by chapters based on journal manuscripts: 1) I proposed a fast pyrolysis and bio-oil stabilization pathway and compared the economic and environmental performance of producing only biofuel and producing both biofuel and mixed alcohols with different integrated levels; 2) I examined the impacts of different biomass properties on the pyrolysis-biochar-bioenergy platform from both an economic and environmental perspectives. 3) I compared the economic performance and uncertainties of combining solvent liquefaction and fermentation to produce ethanol using four different solvents. 4) A location-sensitive TEA and LCA model has been developed to include the influence of spatial deployment of fast pyrolysis technology. This study also provided extensive discussion about the pyrolysis-biochar-bioenergy platform's potential to produce carbon negative energy. The analyses in this dissertation will help further our understanding of thermochemical and biochemical biomass conversion processes and their potential for enabling low-cost, clean, and sustainable bioenergy.
机译：这项研究探索了将生物质转化为运输燃料的热化学和生化转化过程，并开发了热解-生物炭-生物能源平台来产生碳负能量。本文采用过程建模，技术经济分析，生命周期分析，敏感性和不确定性分析等多种方法对快速热解技术的商业化可行性进行了综合评价。论文分为四个不同的主题，各章根据期刊的手稿进行了组织：1）I提出了一种快速热解和生物油稳定的途径，并比较了仅生产生物燃料以及生产不同综合水平的生物燃料和混合醇的经济和环境绩效； 2）我从经济和环境角度考察了不同生物质特性对热解-生物炭-生物能源平台的影响。 3）我比较了溶剂液化和发酵结合使用四种不同溶剂生产乙醇的经济性能和不确定性。 4）已开发出位置敏感的TEA和LCA模型，以包括快速热解技术的空间部署的影响。这项研究还对热解-生物炭-生物能源平台产生碳负能量的潜力进行了广泛的讨论。本文的分析将有助于我们进一步了解热化学和生化生物质转化过程及其在实现低成本，清洁和可持续生物能源方面的潜力。

著录项

  • 作者

    Li, Wenqin.;

  • 作者单位

    Iowa State University.;

  • 授予单位 Iowa State University.;
  • 学科 Engineering.;Energy.;Sustainability.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2018
  • 页码 139 p.
  • 总页数 139
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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