تحلیل ترمودینامیکی و اقتصادی یک پیکربندی نوین مایعسازی هیدروژن بر مبنای انرژی زمینگرمایی دما پایین
نویسندگان
1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
3 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی خوی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
doi
10.22034/jmeut.2023.54009.3197چکیده
در این مقاله یک سیستم نوین مایعسازی هیدروژن بر پایه انرژی زمین گرمایی پیشنهاد میشود که در آن ابتدا نیتروژن به مایع تبدیل شده و سپس برای کاهش دمای گاز هیدروژن، در چرخه مایعسازی هیدروژن (کلاود) مورد استفاده قرار میگیرد. این سیستم شامل چهار زیر سیستم از جمله چرخه رانکین آلی، چیلر جذبی آب و آمونیاک و دو چرخه کلاود جهت مایعسازی نیتروژن و هیدروژن میباشد. منبع انرژی ورودی به سیستم سیال زمین گرمایی با دمای 200 و دبی جرمی kg/s 100 در نظر گرفته شده است. سیستم پیشنهادی از نظر ترمودینامیکی و اقتصادی مورد تحلیل قرار میگیرد. سپس با مطالعه پارامتری سیستم پیشنهادی، تاثیر فشار خروجی کمپرسور، دمای ورودی انرژی زمین گرمایی، دمای تبخیر کننده و دمای ژنراتور بر روی بازده اگزرژی، هزینه تولید هیدروژن مایع و نسبت مایعسازی هیدروژن بررسی میشود. همچنین افزایش فشار خروجی کمپرسور باعث افزایش توان مصرفی سیستم نیز میشود. همچنین در دمای سیال زمین گرمایی K4۳0 بازده اگزرژی سیستم ۶۹% محاسبه شده است. علاوه بر این نتایج حاصل از تحلیل اقتصادی نشان میدهد که هزینه تولیدkg/s 629/6 هیدروژن مایع برابر $/kg ۳۹/۱ ($/GJ ۷۹/۷) میباشد.