عنوان پایان‌نامه
تحلیل ترمودینامیکی- اقتصادی فرآیند تولید هیدروژن در یک واحد صنعتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی سیستم های انرژی - انرژی و میط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 406;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67636
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- آزاده احمدی
- استاد راهنما
- علیرضا نورپور
- چکیده
- در قرن حاضر انرژی به عنوان نیروی محرک صنعت اهمیت ویژهای یافته است و تأمین آن به یکی از چالشهای دولتمردان و صاحبان صنایع تبدیل شده است. صنعت پتروشیمی به عنوان یکی از صنایع با مصرف انرژی بالا در جهان به حساب میآید. هزینه بالای مصرف سوختهای فسیلی به عنوان اصلیترین منابع انرژی از یکسو و انتشار گازهای گلخانهای به عنوان مهمترین عامل آلوده کنندهی هوا و محیط زیست صنایع را وادار به چارهاندیشی برای ارائه راهکارهای پیرامون کاهش مصرف انرژی و کاهش اتلاف انرژی نموده است. امروزه به دلیل مصرف بالای منابع سوختهای فسیلی و کاهش آن در سالهای اینده و انتشار آلودگیهای زیست محیطی استفاده از سوختهای پاک که دارای آلایندگی کمتر هستند در حال گسترش است. هیدروژن یک انرژی جذاب، سوخت سبز و قابل تبدیل به الکتریسیته در پیل سوختی می باشد بدون آنکه انتشار کربن را در زمان استفاده به همراه داشته باشد. با توجه به اهمیت موضوع، در این پژوهش با انتخاب یک واحد تولید هیدروژن و تحلیل ترمودینامیکی و اقتصادی آن دو هدف مهم کاهش مصرف انرژی و تحلیل سوخت پاک هیدروژن مورد بررسی قرار گرفته است این تحلیل ترمودینامیکی و اقتصادی یا همان تحلیل اگزرژی و اگزرژی اقتصادی در واحد تولید هیدروژن شرکت پتروشیمی ایلام واقع در استان ایلام صورت گرفته است و با توجه به روشهای متعدد تولید هیدروژن, در این واحد روش SMR که یکی از بهترین روشهای تولید است انجام میشود. در گام اول، فرایند در نرم افزار Aspen Hysys شبیه سازی شده است تا پارامترهای جریان در نقاط مختلف بدست آید، سپس مقادیر تخریب اگزرژی و اتلاف اگزرژی کلیه اجزای فرایند در نرم افزار EES محاسبه شده است. بیشترین بازده مربوط به PSA (بازده 99/91%) در حالیکه گرمکن 3 با 22/16% کمترین بازده را دارد. گام بعدی تحلیل اگزرژی-اقتصادی فرایند می باشد. بطوریکه معادلات اقتصادی کلیه اجزای فرایند تعیین و سپس در نرم افزار EES حل و نهایت داده های اقتصادی از قبیل Z+CD بدست آمده است. معلوم شد PSA بیشترین هزینه تخریب را دارد که برابر $/h 21.64 میباشد، در حالیکه تفکیک کننده ، همزن 1، همزن 2، همزن 3، همزن 4 کمترین مقدار برابر $/h 1.673 را دارند.
- Abstract
- In recent century, energy as a driving force of industrial has an especially importance and providing it is a challenging issue of government and industrial owners. Petrochemical industry is a high consumption industry in world. High cost of fossil fuels as most important energy resources in one hand and Greenhouse gas emissions as important polluting factor of air and environment forced industries to doing something about providing solutions about reducing energy consumption and wasting energy. Nowadays in terms of high consumption of fossil fuels and reducing them in future years and emissions of environment pollution, using pure fuels which has less pollution is developing. Hydrogen is a attractive energy, green fuel, and capable to transforming into the Electricity in fuel Pill without publishing carbon fuel in duty time. This thermodynamic and economic analyze or the same Exergy and economic Exergy in Hydrogen production level in Ilam petrochemical unit have been done. And according to the different methods in Hydrogen production, in this unit SMR method is one of the best methods. In first step, the process simulated in Aspen Hysys software to achieving currents parameters in different plots, after that Exregy destroyed and Exergy waste in whole of process components in EES software have been achieved. Maximum interval belongs to the PSA (% 91/99) while heater 3 with %16/22 interval has less interval. Next step is analyzing Exergy – economic in process. So, economic operations of whole components of process determined and then in EES software solved and finally economic data such as Z+CD achieved. It was found that PSA has most amount of Z+CD which equals to 21.68 $/h, while Tee، Mixer1، Mixer2، Mixer3، Mixer4 has the less amount equals 1.673 $/h.
