مطالعه فنی- اقتصادی استفاده از سیکل های ترموشیمیایی با استفاده از حرارت اتلافی در دمای متوسط

کد مقاله : 1701-ISME2025

نویسندگان

عرفان زند *، پوریا احمدی، مهدی اشجعی دانشگاه تهران

چکیده مقاله

با افزایش نرخ مصرف انرژی جهانی و نگرانی های زیست محیطی، جوامع باید شیوه هایی پایدار را برای تولید انرژی سبز و کاهش اثرات زیست محیطی خود اتخاذ کنند. بازیابی گرمای هدر رفته، به وسیله‌ی کاهش سوخت مصرفی، افزایش بازده و کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای نقش مهمی در دستیابی به توسعه پایدار دارد. این مطالعه عملکرد ترمودینامیکی یک سیستم بازیاب حرارتی، در محدوده‌ی دمایی متوسط (°C600-400)، برای تولید هیدروژن با استفاده از چرخه‌ی ترموشیمیایی وانادیوم-کلراین (V-Cl) را در برابر با چرخه‌ی رانکین بخار(SRC) همراه با یک الکترولایزر غشایی تبادل پروتون(PEME) ، از طریق تجزیه و تحلیل انرژی، اگزرژی و هزینه بررسی می‌کند. مطالعه پارامتری برای بررسی تأثیر پارامترهای کلیدی بر راندمان و هزینه‌ی سیستم انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که سیستم V-Cl از راه‌اندازی SRC-PEME از نظر نرخ تولید هیدروژن ، راندمان اگزرژی و هزینه کلی سیستم تحت شرایط مشابه عملکرد برتری دارد. در حالت پایه، سیستم (SRC-PEME) V-Cl دارای بازده اگزرژی، بازده انرژی،نرخ تولید هیدروژن و هزینه به ترتیب 47.5% (37.65%)، 46.73% (21.95%)،318.2 (kg/h 304.1) و2.38 (M$ 7.6) می‌باشد، که نشان دهنده‌ی پتانسیل بالای چرخه‌های ترموشیمیایی خالص در محدوده‌ ی دمایی متوسط است.

کلیدواژه ها

بازیابی حرارت اتلافی، چرخه‌ی وانادیوم کلراین، بازده اگزرژی

وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی