تحلیل ترمودینامیکی سیستم تولید توان بر مبنای پیل سوختی اکسید جامد مجهز به بهساز خارجی

نویسندگان

1 هیات علمی/دانشگاه تبریز

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 دانشگاه تبریز

4 تبریز*مهندسی مکانیک

doi
10.22060/mej.2019.16125.6279
چکیده

فرآیند بهسازی سه‌گانه، از نقطه نظر قابلیت استفاده مستقیم از گازهای خروجی سیستم‌های تولید توان در فرآیند بهسازی و تولید گاز سنتز با نسبت هیدروژن به مونواکسید کربن بالا بسیار حائز اهمیت می‌باشد. در تحقیق حاضر، یک سیستم تولید توان بر مبنای پیل سوختی اکسید جامد و مجهز به بهساز خارجی پیشنهاد شده و از نظر ترمودینامیکی مطالعه شده است. به منظور انجام فرآیند بهسازی خارجی متان، گازهای خروجی سیستم در بهساز بازخورانی شده و از بخار آب، دی‌اکسید کربن و اکسیژن موجود در گازهای خروجی سیستم به عنوان عوامل بهسازی استفاده شده است. تاثیر پارامتر های مهم سیستم از قبیل چگالی جریان و دمای کاری پیل سوختی اکسید جامد بر روی شاخصه‌های عملکردی سیستم از قبیل انواع ولتاژ و افت ولتاژ‌ها، دبی جرمی سوخت و آب و هوای ورودی به سیستم، توان تولیدی پیل سوختی، بازده انرژی و اگزرژی سیستم بررسی شده است. نتایج حاصل از مطالعه پارامتریک نشان می‌دهد که به ازای مقادیر پایین چگالی جریان ( 1000 آمپر بر مترمربع) و دماهای کاری بالای پیل سوختی اکسید جامد (900 درجه سلسیوس)، دبی جرمی سوخت مصرفی کاهش پیدا کرده و در نتیجه بازده انرژی و اگزرژی تا بیشینه مقدار  04/55 و  11/53 درصد سیستم افزایش می‌یابد.