آنالیز انرژی و اگزرژی سیستم مجتمع گازی سازی زیست توده و پیل سوختی اکسید جامد (قسمت دوم): تکنولوژی تصفیه گاز دما بالا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 استاد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

در این مقاله، برای کاربردهای تولید توان به صورت غیر متمرکز، سیستم یکپارچه­ی گازی­ساز زیست­توده–پیل سوختی اکسید جامد–توربین گاز–چرخه آلی رانکین ارائه شده است. سیستم پیشنهادی شامل واحد گازی­سازی، واحد تصفیه گاز، هیبرید پیل سوختی اکسید جامد و توربین گاز و چرخه پایین دست آلی رانکین می­باشد. تکنولوژی تصفیه گاز دما بالا برای این سیستم پیشنهاد شده است. عملکرد سیستم توسط محاسبات ترمودینامیکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می­دهد که با سیستم یکپارچه گازی­سازی زیست توده–پیل سوختی اکسید جامد–توربین گاز–چرخه آلی رانکین با تولید توان خالص  MWe3/2 می­توان به راندمان انرژی خالص 73/55% بر مبنای ارزش گرمای پایین دست یافت. از نرم­افزار ترمودینامیکی Cycle-Tempo برای مدل­سازی سیستم پیشنهادی استفاده شده است.  

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  McKendry P., Energy production from biomass (part 2): conversion technologies, Bioresour Technol, Vol. 83, No. 1, pp. 47-54, 2002.
[2]  Alderucci V, Antonucci P.L, Maggio G., Giordano N., Antonucci V., Thermodynamic analysis of SOFC fuelled by biomass-derived gas, Int J Hydrogen Energy, Vol. 19, No. 4, pp. 369–76, 1994.
[3]  Hutton P.N., Musich M.A., Patel N., Schmidt D.D, Timpe R.C., Feasibility study of a thermally integrated SOFC-gasification system for biomass power generation, Phase 1 Interim report, DE-FC26-98FT40321, 2003.
[4] Fryda                 L.,. Panopoulos K.D, Karl J., Kakaras E., Exergetic analysis of solid oxide fuel cell and biomass gasification integration with heat pipes, Energy, Vol. 33, No. 2, pp. 292–9, 2008.
[5]  Nagel F.P., Schildhauer T.J., McCaughey N., Biollaz S.M.A, Biomass-integrated gasification fuel cell systems e part 2: economic analysis, Int J Hydrogen Energy, Vol. 34, No. 16, pp. 6826–44, 2009.
[6]  Pierobon L., Rokni M., Larsen U., Haglind F., Thermodynamic analysis of an integrated gasification solid oxide fuel cell plant combined with an organic Rankine cycle, Renewable Energy, Vol. 60 pp. 226–234, 2013.
[7]  Gholamian E., Zare V., Mousavi S. M., Integration of biomass gasification with a solid oxide fuel cell in a combined cooling, heating and power system: A thermodynamic and environmental analysis, Int J Hydrogen Energy, Vol. 41 pp. 1–11, 2016.
[8] Cycle-Tempo 5.0, TU Delft, 2006, www.cycle-tempo.nl.
[9]  Aravind P.V., Woudstra T., N. Woudstra H., Spliethoff, Thermodynamic evaluation of small scale systems with biomass gasifiers, solid oxide fuel cells with Ni/GDC anodes and gas turbines, J Power Sources, Vol. 190, No. 2, pp. 461–75, 2009.
[10]         Toonssen R., Sollai S., Aravind P.V., Woudstra N., Verkooijen A.H.M., Alternative system designs of biomass gasification SOFC/GT hybrid systems, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 36, No. 2, pp. 10414–25, 2011.
[11] Liua M., Aravind P.V., Woudstra T., Cobas V.R.M., Verkooijen A.H.M., Development of an integrated gasifier–solid oxide fuel cell test system: A detailed system study, J Power Sources, Vol. 196, No. 2, pp. 7277–89, 2011.
[12] Ankur Scientific Energy Technologies Pvt. Ltd. www.ankurscientific.com/ range.htm#wbg, 2011.
[13] Singhal S.C., Kendall K., High-temperature solid oxide fuel cells: fundamentals, design, and applicatons, Elsevier Science, 2003.
[14] Williams M.C., Strakey J.P., Singhal S.C., U.S. distributed generation fuel cell program, Journal of Power Sources, Vol. 131, No. 1–2, pp. 79-85, 2004.