جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 44 3 2025 11 22 Molten Carbonate Fuel Cell – An Integration Bridge Between Methanol Production Unit and Thermal Power Plant پیل سوختی کربنات مذاب، پل یکپارچه ‏سازی واحد تولید متانول با نیروگاه حرارتی 49 62 725030 FA احمدرضا زندی دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران نسیم طاهونی دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0002-8324-9746 محمدحسن پنجه شاهی دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article 2025 03 09 <span style="font-size: 14.0pt; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-ascii-theme-font: major-bidi; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-theme-font: major-bidi; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-theme-font: major-bidi;">In this study, molten carbonate fuel cell (MCFC) was used to capture CO2 from the flue gas of a 454 MW natural gas combined cycle power plant and utilize it for methanol production. In addition to capturing CO₂ from the flue gas of the power plant, the MCFC also produces electricity, hydrogen and surplus heat. <span style="font-size: 14.0pt; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-ascii-theme-font: major-bidi; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-theme-font: major-bidi; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-theme-font: major-bidi;">The results of this research indicated that 45 MCFC are required to produce hydrogen and CO2 needed for the methanol production process. <span style="font-size: 14.0pt; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-ascii-theme-font: major-bidi; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-theme-font: major-bidi; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-theme-font: major-bidi;">This number of fuel cells, by capturing 103.5 tons per hour of CO2 from the flue gas of the combined cycle power plant, reduces the emission of this gas into the atmosphere by 65%. Additionally, it fully supplies raw materials and electricity required for the methanol production process. <span style="font-size: 14.0pt; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-ascii-theme-font: major-bidi; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-theme-font: major-bidi; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-theme-font: major-bidi;">The results of energy targeting for the combined cycle power plant and the methanol synthesis process, conducted using pinch analysis tools, demonstrated that the required hot utilities for these two plants are 1871 and 1371 kW, respectively, which is provided entirely through the excess heat produced by the MCFC. در این پژوهش برای جذب دی‌اکسیدکربن موجود در گاز دودکش یک نیروگاه چرخه ترکیبی گاز طبیعی با ظرفیت 454 مگاوات و بهره‌گیری از آن در تولید متانول، از پیل سوختی کربنات مذاب استفاده شده است. به‌کارگیری این پیل سوختی افزون ‌بر جذب دی‌اکسیدکربن، منجر به تولید هم‌زمان برق، هیدروژن و حرارت مازاد می‌شود. نتایج این پژوهش نشان داد برای تهیه هیدروژن و دی‌اکسیدکربن موردنیاز در فرایند تولید متانول، به 45 پیل سوختی کربنات مذاب نیاز است. این تعداد پیل سوختی با جذب 5/103 تن در ساعت دی‌اکسیدکربن از گاز دودکش نیروگاه چرخه ترکیبی، منجر به کاهش 65 درصدی انتشار این گاز به جو می‌گردد و علاوه بر فراهم‌سازی مواد اولیه، برق موردنیاز فرایند تولید متانول را نیز به‌طور کامل تأمین می‌کند. نتایج حاصل از هدف‌گذاری انرژی در نیروگاه چرخه ترکیبی و فرایند تولید متانول با استفاده از تحلیل پینچ، مشخص نمود که میزان سرویس جانبی گرم مورد نیاز در این دو واحد به‌ترتیب 1871 و 1371 کیلووات است که به‌طور کامل از طریق حرارت مازاد تولیدشده توسط پیل‌های سوختی کربنات مذاب فراهم می‌شود.

https://www.nsmsi.ir/article_725030_32d62424f2fe8663d0782bc3b8a715d2.pdf