000			07699namaa22004331i 4500
003			EG-GICUC
005			20251229131030.0
008			251229s2025 ua a|||frm || 000 0 eng d
040			_aEG-GICUC _beng _cEG-GICUC _dEG-GICUC _erda
041	0		_aeng _beng _bara
049			_aDeposit
082	0	4	_a665.776091734
092			_a665.776091734 _221
097			_aM.Sc
099			_aCai01.13.04.M.Sc.2025.Ra.O
100	0		_aRahma Ibrahim Mohamed El-Bedwihy _epreparation.
245	1	0	_aOptimum and integrated biogas upgrading conversion process / _cby Rahma Ibrahim Mohamed El-Bedwihy ; Supervision Prof. Dr. Fatma H. Ashour, Prof. Dr. Mamdouh A. Gadalla.
246	1	5	_aعملية تحسين تحويل الغاز الحيوي المثلى والمتكاملة
264		0	_c2025.
300			_a139 pages : _billustrations ; _c30 cm. + _eCD.
336			_atext _2rda content
337			_aUnmediated _2rdamedia
338			_avolume _2rdacarrier
502			_a Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
504			_aBibliography: pages 124-131.
520		3	_aWith increasing global energy demands and concerns over climate change, synthetic natural gas (SNG) production through biomass thermochemical conversion and methanation emerges as a promising solution. This process offers high conversion efficiency, utilizes existing gas infrastructure, and supports carbon capture without additional cost. Direct methanation of biogas offers a compelling method for integrating renewable energy into natural gas networks, circumventing the costly step of CO2 separation from biogas. This process utilizes hydrogen to react with CO2, producing methane and water. The resulting methane can be stored or used as an alternative vehicle fuel. Key implementation challenges include optimizing methanation reactor designs and final upgrading processes. The catalytic exothermal methanation reaction operates at temperatures of 200-500°C and pressures of 10-30 bar, achieving high CO2 conversion rates of 94-98% with an optimal H2/CO2 molar ratio of 4. Biogas composition, particularly CH4 content, influence’s reaction dynamics, acting as a temperature moderator at lower pressures. This study employs Aspen HYSYS v14 to model and simulate an isothermal fixed-bed reactor for methanation using Xu and Froment kinetics with Ni catalyst. The reactor, with a volume of 240 m³ and Ni catalyst weighing approximately 398 tons, achieves a daily biomethane production of 25 tons. The final biomethane composition is 95.07% CH4, 3.77% H2, 0.22% H2O, and 0.94% CO2 on a molar basis. Sensitivity analysis reveals that the optimal temperature for maximum conversion efficiency at 20 bar pressure is 300°C, highlighting the critical role of temperature-pressure optimization in CO2 methanation. Implementation of Heat Exchange Network (HEN) design results in substantial energy savings heating duties being reduced by 88.89 %, cooling duties by 13.5%, and overall utility duties by 23.43%, enhancing energy efficiency across operations. The capital cost is $33,707,940 and operating cost $12,610,871. The heat integration (HI) and optimization has led to both capital and operating cost savings. The capital cost savings of approximately $2,912,700 represent a 7.95 % reduction. The annual operating cost decreased by $690,615, reflecting 5.19% savings.
520		3	_aتعد إنتاج الغاز الطبيعي الاصطناعي من خلال تحويل البيوماس والميثنة حلاً واعداً لزيادة الطلب على الطاقة العالمية والقلق من تغير المناخ. يوفر هذا العملية كفاءة عالية في التحويل، وتستخدم البنية التحتية الحالية للغاز، وتدعم الاستيلاء على الكربون بدون تكاليف إضافية. الميثنة المباشرة للبيوغاز توفر طريقة مثيرة لدمج الطاقة المتجددة في شبكات الغاز الطبيعي، حيث تتجاوز الخطوة التكلفة المرتفعة لفصل ثاني أكسيد الكربون من البيوغاز. تستخدم هذه العملية الهيدروجين لتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون، مما ينتج عنه الميثان والماء. يمكن تخزين الميثان الناتج أو استخدامه كوقود بديل للمركبات. تشمل التحديات الرئيسية للتنفيذ تحسين تصاميم مفاعلات الميثنة وعمليات الترقية النهائية. يعمل التفاعل الميثني الحفازي الحراري عند درجات حرارة تتراوح بين 200 و500 درجة مئوية وضغوط يتراوح بين 10 و30 بار، مع تحقيق معدلات تحويل عالية لثاني أكسيد الكربون تتراوح بين 94-98% ونسبة مولية مثالية للهيدروجين/ثاني أكسيد الكربون تبلغ 4. تؤثر تركيبة البيوغاز، خاصةً محتوى الميثان ، على ديناميكية التفاعل، حيث يعمل كمعدل حراري عند الضغوط المنخفضة. تستخدم هذه الدراسة برنامج اسبن هايسس لنمذجة ومحاكاة مفاعل سرير ثابت مثلثي للميثنة باستخدام حركيات اكسو و فورمنت وحفاز ني. يحقق المفاعل، بحجم 240 متر مكعب ووزن حفاز ني يبلغ حوالي 398 طن، إنتاجاً يومياً للبيوميثان يبلغ 25 طن. تكوين البيوميثان النهائي هو ميثان 95.09%, هيدروجين 3.77% ، ماء 0.22%، و ناني اكسيد الكربون 0.94% على أساس مولي. تكشف التحليلات الحساسية أن درجة الحرارة المثلى لتحقيق أقصى كفاءة للتحويل عند ضغط 20 بار هي 300 درجة مئوية، مما يسلط الضوء على أهمية تحسين درجة الحرارة والضغط في عملية الميثنة لثاني أكسيد الكربون. نتائج تصميم شبكة تبادل الحرارة تؤدي إلى توفيرات كبيرة في الطاقة: تقليل واجبات التسخين بنسبة88.89% ، والتبريد بنسبة 13.5% والواجب الإجمالي للمرافق بنسبة 23.43% ، مما يعزز كفاءة الطاقة عبر العمليات. تبلغ تكلفة رأس المال 33 مليون دولارًا وتكلفة التشغيل 12 مليون دولارًا. وقد أدى تكامل الحرارة إلى توفير كل من رأس المال وتكلفة التشغيل. وتمثل وفورات رأس المال البالغة حوالي 2.912.700 دولارًا انخفاضًا بنسبة 7.9% وانخفاض بنسبة 5.19% في تكاليف التشغيل السنوية (69.061دولارًا أمريكيًا).
530			_aIssues also as CD.
546			_aText in English and abstract in Arabic & English.
650		0	_aBiogas
650		0	_aالغاز الحيوي
653		1	_aBiogas upgrading _aHysys simulation _abiomethane Production _aProcess optimization _aHeat integration _aترقية الغاز الحيوي _aمحاكاة هايسيس
700	0		_aFatma H. Ashour _ethesis advisor.
700	0		_aMamdouh A. Gadalla _ethesis advisor.
900			_b01-01-2025 _cFatma H. Ashour _cMamdouh A. Gadalla _UCairo University _FFaculty of Engineering _DDepartment of Chemical engineering
905			_aShimaa
942			_2ddc _cTH _e21 _n0
999			_c177147