انجمن مهندسی شیمی ایران مهندسی شیمی ایران 1735-5400 مقالات آماده انتشار 2026 08 17 Energy, Exergy, and Environmental (3E) Analysis of a Biomass Gasification System for Polygeneration of Electricity, Freshwater, Heat, and Green Hydrogen تحلیل انرژی، اگزرژی و محیط‌زیستی یک سامانه گازی‌سازی زیست‌توده جهت تولید همزمان برق، آب، گرما و هیدروژن سبز 250921 10.22034/ijche.2026.570146.1579 FA علیرضا قاسمی دانشگاه تربیت مدرس مرتضی حسین پور پژوهشگاه نیرو محمد فخرالاسلام استادیار، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Journal Article 2026 01 01 This research introduces and evaluates an innovative integrated system based on biomass gasification, which achieves the simultaneous production of green hydrogen and desalinated water, alongside electrical power and heating, by leveraging optimal waste heat recovery. In this study, comprehensive energy, exergy, and environmental analyses have been conducted on the proposed configuration. The results indicate that this process achieves a thermal efficiency of 80% and an exergy efficiency of 42.55%. Based on the second-law analysis, the gasifier and gas turbine components were identified as the primary sources of exergy destruction, accounting for 48% and 34% of the total destruction, respectively. Parametric studies suggest that by optimizing operating pressure and combustion air temperature, the system’s exergy efficiency can be enhanced to 46%, and the carbon emission index can be reduced to an optimal value of 0.097 kg/kWh. The findings of this research demonstrate the high potential of integrated systems in improving efficiency indicators and provide a practical framework for the development of sustainable, multi-generation energy infrastructures. این پژوهش به معرفی و ارزیابی یک سیستم یکپارچه نوآورانه مبتنی بر گازی‌سازی زیست‌توده می‌پردازد که با بهره‌گیری از بازیابی بهینه حرارت اتلافی، تولید همزمان هیدروژن سبز و آب نمک‌زدایی شده را در کنار توان الکتریکی و گرمایش محقق می‌سازد. در این پژوهش، تحلیل‌های جامع انرژی، اگزرژی و محیط‌زیستی بر روی پیکربندی پیشنهادی انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که این فرآیند به بازده حرارتی 80 درصد و بازده اگزرژی ۴۲.۵۵ درصد دست یافته است. بر اساس تحلیل قانون دوم، بخش‌های گازی‌ساز و توربین گاز به ترتیب با سهم ۴۸ درصد و ۳۴ درصد، مراکز اصلی تخریب اگزرژی شناخته شدند. بررسی‌های پارامتری حاکی از آن است که با بهینه‌سازی فشار عملیاتی و دمای هوای احتراق، بازده اگزرژی سیستم می‌تواند تا ۴۶ درصد ارتقاء یافته و شاخص انتشار کربن به مقدار بهینه (kg/kWh) ۰.۰97 کاهش یابد. یافته‌های این پژوهش پتانسیل بالای سیستم‌های یکپارچه را در ارتقای شاخص‌های بهره‌وری نشان داده و چارچوبی کاربردی برای توسعه زیرساخت‌های انرژی پایدار و تولید چندگانه فراهم می‌کند. https://www.ijche.ir/article_250921_fcb4d39900732a6a3c960c1cc83eb82a.pdf