تامین هیدروژن و الکتریسیته موردنیاز یک واحد تولید الفین با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 تهران،‌ دانشگاه تهران، دانشکدگان فنی،‌دانشکده مهندسی شیمی

2 تهران، دانشگاه تهران، دانشکدگان فنی، دانشکده مهندسی شیمی، صندوق پستی 4563 ـ 11365

3 تهران- دانشگاه تهران-دانشکدگان فنی-دانشکده مهندسی شیمی

چکیده

در این پژوهش استفاده از انرژی‌های خورشیدی و بادی برای تولید هیدروژن سبز مورد بررسی قرار گرفت. هیدروژن تولیدی برای هیدروژناسیون دی‌اکسیدکربن و تولید الفین‌های سبک مصرف خواهد شد. دی‌اکسیدکربن موردنیاز از یک کارخانه سیمان واقع در جنوب شرقی کشور تامین می‌شود. واحد تولید الفین مدنظر به kg/h 1420 هیدروژن برای هیدروژناسیون دی‌اکسیدکربن و MW 32 الکتریسیته برای گرمایش، سرمایش و پشتیبانی دستگاه‌های برقی نیاز دارد. برای تأمین این نیازها یک ابرساختار جامع شامل صفحات خورشیدی، توربین‌های بادی، الکترولایزرها، باتری‌های لیتیومی و وانادیومی، مبدل‌های الکتریکی، مخازن ذخیره‌سازی هیدروژن، مولدهای برق و ... طراحی و توسط نرم‌افزار هومر شبیه‌سازی شد. نتایج بهینه‌سازی واحد نشان داد که بهترین ترکیب استفاده از انرژی‌های خورشیدی، بادی و مولدهای برق در تولید برق به ترتیب برابر 4/73، 26 و 6/0 درصد خواهد بود. همچنین برای ذخیره‌سازی این انرژی الکتریکی در سامانه‌ی بهینه، باتری‌های اکسایش-کاهش وانادیومی باصرفه‌تر از باتری‌های لیتیومی هستند. تحلیل اقتصادی مشخص نمود که هزینه‌ی خالص فعلی تولید هیدروژن و الکتریسیته‌ی مذکور B$ 38/1 و قیمت ترازشده‌ی آن‌ها $/kg 56/3 و $/kWh 12/0 است. در پایان اثر تغییر قیمت دستگاه‌های مختلف سامانه بر اقتصاد و افق آینده‌ی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بیانگر آن است که قیمت پایه‌ی صفحات خورشیدی و الکترولایزرها بیشترین تأثیر را بر متغیرهای اقتصادی دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 25 بهمن 1402

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار