31589

ارزيابي عملكرد فناوري جذب مستقيم دي اكسيد كربن از هوا به كمك چرخه فوق بحراني دي اكسيد كربن

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي

1400

1403/7/10

دكتر آيت قره قاني، دكتر سمانه قندهاريون

ندارم

مكانيك

انتشار گاز‌هاي گلخانه‌اي باعث گرمايش روز افزون جهاني گرديده است. به اين منظور استفاده از روش‌هايي كه نه تنها مانع از انتشار اين گاز‌ها به هوا مي‌گردد بلكه با استفاده از آن‌ها بتوان ميزان غلظت آلاينده‌هاي موجود در هوا را نيز كم كرد بسيار مورد توجه قرار گرفته‌اند. يكي از اين روش‌هاي نوين، جذب دي اكسيد كربن از هوا مي‌باشد كه با جذب دي اكسيد كربن رقيق موجود در هوا در اين جهت قدم بر‌مي‌دارد. با توجه به سطح تجاري اين روش‌ها، بالغ‌ترين روش موجود، روش جذب دما بالا مي‌باشد كه براي فرآيند احياء دي اكسيد كربن نيازمند دما بالا در حدود 900 درجه سانتيگراد مي‌باشد. ميزان مصرف انرژي اين سيستم‌ها همچنان بالاست و از طرف ديگر وابسته به واحد توليد توان منحصر به فرد و مصرف آب هستند. در اين پژوهش، يك چرخۀ توليد توان نوآورانه شامل تركيب چرخۀ آلام با فناوري جذب مستقيم دي اكسيد كربن از هوا و نيز واحد ارتقاء يافتۀ جداساز هوا به منظور كاهش مصرف انرژي كل سيستم ارائه شده است. يافته‌هاي اصلي در اين بررسي نشان مي‌دهند كه سيستم پيشنهادي، قابليت جذب سالانه حدود 99/0 ميليون تن دي اكسيد كربن از هوا را با بازده جذب 75%، دارا مي‌باشد. طبق نتايج به دست آمده، انرژي مخصوص مورد نياز براي جذب هركيلوگرم دي اكسيد كربن kWh 19/3 بوده كه پس از بهينه‌سازي با استفاده از آناليز پينچ، 32% كاهش يافته و به مقدار kWh 17/2 رسيده است. پس از بهينه‌سازي سيستم، مقادير بار حرارتي گرم و سرد خارجي به ترتيب 8/72% و 9/36% كاهش يافته‌اند‌‍‌ و مقدارMW 115 گرما توسط شبكه مبدل‌هاي طراحي شده بازيابي گرديده است. به صورت كلي مي‌توان نتيجه گرفت كه طرح ارائه شده در اين پايان‌نامه، سيستم پيشنهادي قابليت جذب و احياء حدوداً ton/hr 135 دي اكسيد كربن با خلوص 1/98% را دارا مي‌باشد.

1403/09/04

Performance assessment of HT-DAC with the help of an S-CO2 cycle

10/1/2025 12:00:00 AM

The emission of greenhouse gases has led to global warming. To this end, methods that not only prevent the release of these gases into the atmosphere but also reduce the concentration of these pollutants in the atmosphere have gained significant attention. One of these innovative methods is the absorption of atmospheric carbon dioxide (DAC), which takes steps in this direction by absorbing the dilute carbon dioxide present in the air. Considering the duration and commercial scale of these methods, the most advanced method available is high-temperature absorption (HT-DAC), which requires high-temperature regeneration at around 900 degrees Celsius. The energy consumption of these systems remains high, and on the other hand, they are dependent on the unique production unit and water consumption. This research focuses on the use of an innovative power generation cycle known as the Allam cycle, which, in addition to its ability to produce water, has a high efficiency and can capture carbon dioxide with a 100% capture capability. The main findings of this study indicate that in the proposed system can capture 0.99 Mt/year of carbon dioxide from the atmosphere with a 75% absorption efficiency. In this integration, the amount of carbon dioxide produced and regenerated has reached 1.135 ton/hr with a purity of 98%, which can be stored and maintained in underground reservoirs. The specific energy required to absorb each kilogram of carbon dioxide is 3.19 kWh, which has been optimized using pinch analysis, resulting in a 32% reduction to 2.17 kWh. After optimization, the external hot and cold heat loads decreased by 72.8% and 36.9%, respectively, and 115 MW of heat was recovered by the heat exchanger network. It was found in this study that the energy required for this integration is 11.5% less than the base case.

تكنولوژي انتشار منفي؛ جذب مستقيم دي اكسيد كربن از هوا؛ جذب دما بالا ؛ چرخه آلام؛ آناليز پينچ

Negative emission technology, Direct Air Capture, High Temperature Direct Air Capture, Allam cycle, Pinch method

alireza ghorbani

ayat Gharehghani, samane Ghandehariun