تحلیل جامع ترمودینامیکی سیستم کم کربن بر پایه ریفرمینگ بخارآب با سوخت بیوگاز و ادغام شده با چرخه SCO2 به منظور تولید همزمان هیدروژن، توان و گرما
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
4 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
5 پژوهشگر فرا دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
doi
10.22034/jmeut.2025.65917.3519چکیده
با توجه به نیاز روزافزون به سیستمهای پاک و پربازده، این پژوهش به بررسی یک چرخه نوین تولید همزمان هیدروژن، توان و گرما بر پایه ریفرمینگ بخار متان (SMR) میپردازد. در این سیستم، گرمای مورد نیاز فرآیند ریفرمینگ از طریق احتراق بیوگاز تأمین شده و بهمنظور بازیابی انرژی، از چرخه برایتون دیاکسید کربن فوق بحرانی (SCO₂) استفاده شده است. مدلسازی جامع ترمودینامیکی با تکیه بر تحلیل انرژی و اگزرژی انجام شده و رفتار سیستم تحت شرایط مختلف عملیاتی بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که بازده انرژی و اگزرژی سیستم بهترتیب برابر 96/84% و 89/59% بوده و آهنگ تولید هیدروژن به 35/1 تن بر ساعت میرسد. همچنین، محفظه احتراق با سهم 5/64% بیشترین تخریب اگزرژی را دارد. تحلیلهای پارامتری نشان میدهد که افزایش نسبت بخار به کربن (S/C) و دمای ریفرمینگ باعث افزایش تولید هیدروژن میشود، اما در عین حال، تولید خالص توان را کاهش میدهد.
