عنوان پایان‌نامه
انتخاب و بهینه سازی فرآیند جداسازی دی اکسید کربن از سیستم های احتراقی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-انرژی و محیط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1393.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61360
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- فریال فشندی
- استاد راهنما
- امید توکلی
- چکیده
- طی سال های اخیر با افزایش گازهای گلخانه‌ای نظیر متان، دی اکسید کربن، بخار آب و اکسید نیتروژن ناشی از احتراق سوخت¬های فسیلی در جو، دمای کره زمین در حال افزایش هست که این امر باعث ایجاد تغییرات ناخوشایند در محیط‌زیست شده است با وجود اینکه انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشـی از فعالیت‌های نیروگاهی با استفاده از انرژی هسته‌ای و منـابع تجدیـد¬پذیر انرژی کاهش می‌یابد ولی تا زمـانی کـه ایـن منـابع موجود فسیلی، نیـاز انرژی انسان را تامین می¬کنند، مهم‌ترین منبع انـرژی بـرای تولیـد برق سوختهای فسیلی بوده و بنابراین نشر آلاینده¬های گازی از دودکش نیروگاه‌های حرارتی با سوخت فسیلی، یکی از عوامل مهم انتشار آلودگی می¬باشد. برای کاهش انتشار دی‌اکسید¬کربن روش‌های مختلفـی وجود دارد که از آن جمله، بهینه‌سازی مصـرف انـرژی بـا افزایش راندمان چرخه¬ها، استفاده از انرژی‌های نـو و تجدیـد پذیر و بازیـابی دی اکسـید کـربن (جمع‌آوری، جداسـازی و ذخیره‌سازی دی اکسید کربن) را میتوان نام برد. در این تحقیق به فنآوری جمع‌آوری، جداسـازی و ذخیره‌سازی دی‌اکسید کربن به روش پس از احتراق پرداخته شده است. بدین ترتیب که بعد از بررسی روش-های موجود با انتخاب فرآیند بهینه از نظر اقتصادی و فنی که منجر به انتخاب روش جذب شیمیایی دی‌اکسید کربن توسط حلال مونواتانول¬آمین می¬شود به شبیه‌سازی فرآیند مذکور به همراه شبیه‌سازی نیروگاه حرارتی سیکل ترکیبی 400 مگاواتی با استفاده از نرم‌افزار Promax پرداخته‌شده است. بعد از طراحی و شبیه‌سازی واحد جذب دی¬اکسید کربن به ارائه راه¬کار¬هایی به منظور بهینه‌سازی فرایند از دیدگاه کاهش مصرف انرژی و با ارائه سه طرح نمودار جریان فرایندی دیگر و با بهره¬گیری از تحلیل اگزرژی، فرایند مذکور بررسی شده است. با تحلیل داده‌های حاصل از شبیه¬سازی و آنالیز اگزرژی میزان مصرف انرژی در طرح مبنا از 4.6 Mj/kgCO2 به 2.41 Mj/kgCO2 در طرح بهینه، و میزان بازگشت‌ناپذیری فرایند از 6.85 Mj/kgCO2به 4.04 Mj/kgCO2 کاهش می¬یابد.
- Abstract
- The increase in greenhouse gases including methane, carbon dioxide, water vapor, and nitrogen oxide arising out of the ignition of fossil fuels in atmosphere has increased the earth’ temperature leading to adverse changes in environment. Although the dissemination of greenhouse gases of the power plants is reducing because of the application of nuclear energy and renewable resources, the most important energy resource for the generation of electricity is fossil fuel. Therefore, the emission of gas pollutants from the chimneys of power plant using fossil fuels is the most factor of pollution. There are different ways for reducing the emission of carbon dioxide such as energy consumption optimization by increasing the efficiency of cycles, the use of new and renewable energy, and capturing of carbon dioxide (Capturing, separating, and storage of carbon dioxide). In this research, the technologies that are used for collecting, separating, and saving of carbon dioxide after ignition have been studied. For this purpose, the existing methods have been studied, and then an economically and technically optimal process leading to the selection of carbon dioxide chemical absorption using mono-ethanolamine has been chosen and simulated together with the simulation of a 400-megawatt combined cycle thermal power plant by PROMAX software application. After designing and simulating the carbon dioxide absorption unit, some solutions have been provided for the optimization of the process and reducing energy consumption. This process has been studied by three other process flow diagrams and exergy analysis. The analysis of the data obtained from simulation and exergy analysis shows that energy consumption equal to 4.6 Mj/kgCO2 in the reference case has been reduced to 2.41 Mj/kgCO2 in the optimal design. In addition, the irreversibility of the process is reduced from 6.85 Mj/kgCO2 to 4.04 Mj/kgCO2
