7652

ارزيابي چرخه حيات سيستم جذب كربن دي اكسيد براي توليد سوخت

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1396

دكتر قندهاريون

1400/10/25

مهندسي مكانيك

A Life Cycle Assessment of a Direct Air Capture System Coupled with Reverse Water-Gas Shift and Fischer-Tropsch Process for Fuel Production

امروزه، مهمترين از جمله مهمترين مشكلات زيست محيطي، گرمايش زمين و تغيير اقليم است. اصلي¬ترين عامل اين مشكلات گازهاي گلخانه اي و در راس آن كربن¬دي¬اكسيد است. از بزرگترين توليدكنندگان كربن¬دي¬اكسيد حمل و نقل است؛ لذا، براي پاك كردن سوخت مورد استفاده در اين بخش، سيستم جذب مستقيم كربن¬دي¬اكسيد براي توليد سوخت از ديدگاه چرخه حيات بررسي شد. اين سيستم به وسيله ي محلول پتاسيم هيدروكسيد كربن¬دي¬اكسيد اتمسفر را جذب مي كند و با استفاده از الكتروليز آب و واكنش جابجايي آب-گاز معكوس آن را تبديل به گاز سنتز مي كند. در ادامه، واكنش فيشر-تروپش مورد استفاده قرار گرفت تا گاز سنتز را به سوخت هاي هيدروكربني تبديل كند. پس از شبيه سازي سيستم و به دست آوردن بالانس هاي جرمي و انرژي، چرخه ي حيات سيستم بررسي شد. تاثيرات زيست محيطي چرخه ي حيات تحت سه سناريو برق شبكه ايران، برق شبكه آينده و برق پاك محاسبه شد. تحت برق شبكه ايران، سيستم حدود 6/4 gCO2eq./gCO2 captured آلايندگي دارد؛ آلاينده ترين واحد ها در اين حالت، توليد برق براي توليد هيدروژن براي واكنش فيشر-تروپش و توليد برق براي توليد هيدروژن براي واكنش جابجايي آب-گاز معكوس است. بنابراين، ضريب آلايندگي برق مهمترين عامل در تعيين پاك بودن سيستم شناسايي مي شود و همچنين، استفاده از سيستم تحت اين شرايط تنها اوضاع را بدتر كرده و برق پاكتري نياز است. تحت شرايط برق شبكه هاي آينده، سيستم دوستدار محيط زيست شده و آلايندگي آن به 8/0 gCO2eq./gCO2 captured مي رسد. با اين برق، آلاينده ترين بخش ها احتراق سوخت، توليد گاز طبيعي و توليد مواد شيميايي هستند. با استفاده از برق پاك نيز، تغييري در آلاينده ترين واحد ها ايجاد نمي شود و آلايندگي سيستم به 72/0 gCO2eq./gCO2 captured كاهش مي يابد كه بهترين حالت ممكن براي اين سيستم است. در نهايت، اين نتيجه حاصل مي شود كه در گام اول، بايد برق پاك شود و درگام هاي بعدي مي توان احتراق سوخت، توليد گاز طبيعي و توليد مواد شيميايي مورد نياز سيستم را بهبود داد.

جذب مستقيم كربن دي اكسيد , سوخت هاي كربن صفر , ارزيابي چرخه حيات , جذب كربن دي اكسيد و استفاده از آن , واكنش فيشر-تروپش