طراحی سامانه یکپارچه برای تولید سوخت از هیدروژن الکترولیزی

دی اکسید کربن و هیدروژن خوراک اصلی برای فرایند تولید سوخت های الکترولیزی می باشند. در این پژوهش برای نخستین بار واحدهای تولید هیدروژن و به داماندازی دی اکسید کربن به عنوان دو واحد تولید خوراک با واحد تولید سوخت های الکترولیزی یکپارچه گردیدند. ابتدا شبیه سازی فرایندها در نرمافزار اسپن پلاس انجام گرفت . بازده تولید سوخت از برق برای این سامانه یکپارچه در حدود ۵۷ درصد به دست آمده است که در مقایسه با کارهای مشابه انجام شده به دلیل استفاده از سامانه الکترولیز دما بالای بخار در تولید هیدروژن، که نیازمند برق کمتری در مقایسه با سامانه الکترولیز دماپایین آب است ، بالاتر می باشد. در ادامه ، یکپارچه سازی حرارتی سه واحد به منظور کاهش مصرف انرژی انجام گرفت . دو نوع مبدل حرارتی پوسته و لوله و صفحه -پره به صورت تلفیقی برای حصول هدف فوق مورد استفاده قرار گرفتند. با انجام این کار، از ۹/۱۳۹ مگاوات سرویس جانبی سرد موردنیاز فرایند، که باید با آب خنک یا چرخه سرماساز تامین شوند، ۹/۵۸ مگاوات (حدود ۴۲ درصد) به تولید بخارهای فشار بالا و متوسط تخصیص داده شد. همچنین ، طراحی نواحی انتقال حرارت فرایند-فرایند با رعایت قوانین فناوری پینچ در شبکه مبدلهای حرارتی انجام گرفت . سطح کل مبدلهای پوسته -لوله موردنیاز ۱۱۱۷۹ مترمربع و حجم کل موردنیاز از طریق مبدل-های پره-صفحه در حدود ۹/۶ مترمکعب حاصل گردید.

کلیدواژه ها:

سوخت های الکترولیزی ، فرایند فیشر-تروپش ، سامانه الکترولیز دمابالا ، تولید هیدروژن ، به دام اندازی دی اکسید کربن ، یکپارچه سازی حرارتی