استفاده از مایعات یونی جهت جذب دی اکسید کربن در گاز دودکش نیروگاهها
General Material Designation
[پایان نامه]
First Statement of Responsibility
محمد تاج احمد
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
صنعتی سهند
Date of Publication, Distribution, etc.
۱۴۰۰
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۹۲ص.
Other Physical Details
مصور، جدول، نمودار
Accompanying Material
CD
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی شیمی- طراحی فرآیند
Date of degree
۱۴۰۰/۰۷/۰۱
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در این پژوهش فرآیند جذب دی اکسید کربن از گاز دودکش نیروگاه زغال سنگی، با مایع یونی [bmim][PF6] در نرم افزار اسپن هایسیس نسخه 8/8 شبیه سازی شده است. پس از اعتبار سنجی مدل، فرآیند از لحاظ اقتصادی توسط همگام سازی نرم افزار اسپن هایسیس با نرم افزار متلب بهینه-سازی شده و اثر برخی از پارامتر¬های موثر در فرآیند مورد بررسی قرار گرفته است.قیمت مایع یونی $/kg 20، میزان جذب 90% و خلوص دی اکسید کربن 95% در نظر گرفته شده است. فرض بر این شد که گاز دودکش حاوی 3/13% دی اکسید کربن است. با انجام بهینه سازی اقتصادی فشار جذب 2/8 بار، قیمت تمام شده دی اکسید کربن $/ton CO2 2/102 و میزان تقاضای انرژی الکتریکی GJ/tCO2 55/1 و بار حرارتی GJ/tCO2 34/2 بدست آمد. عمده مصرف انرژی، صرف فشرده سازی و سرد سازی گاز دودکش شده است. با توجه به قطعی نبودن قیمت مایع یونی تاثیر قیمت بر روی نقطه بهینه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می¬دهد که تغییرات قیمت مایع یونی برای مقادیر بیشتر از قیمت $/kg30 تاثیر عمده¬ای بر نقطه بهینه اقتصادی فرآیند داشته است، این تاثیرات در قیمت¬های پایین¬تر کمرنگ¬تر است. همانطور که می¬دانیم، غلظت دی اکسید کربن در گاز دودکش نیروگاه ثابت نبوده و متغیر است. به همین جهت به صورت مطالعه¬ موردی در غلظت¬های 11%، 13% و 15% بهینه سازی انجام شده است و به ترتیب قیمت تمام شده دی اکسید کربن 2/127، 9/104 و 3/89 دلار بر تن دی اکسید کربن و فشار جذب نیز به ترتیب برابر 9/9، 4/8 و 3/7 بار بدست آمده است. با توجه به نتایج بدست آمده این فرایند در غلظت¬های پایین از لحاظ اقتصادی مناسب نمی¬باشد.
Text of Note
In this research, the process of capturing carbon dioxide from the flue gas of coal fired power plant with ionic liquid [bmim][PF6] has been caried out using Aspen Hysys software version 8.8. After model validation, the process has been economically optimized through synchronizing Aspen Hysys software with MATLAB and the effect of some effective parameters in the process has been investigated.The price of ionic liquid, the recovery, and the carbon purity was considered as 20 $/kg, 90%, and 95%, respectively. Flue gas was assumed that contains 13.3% carbon dioxide. By economic optimizing, the adsorption pressure, the cost price of carbon dioxide, the amount of electrical energy, and the thermal energy was obtained as 8.2 bar, 102.2 $/ton CO2, 1.55 GJ/t CO2, and 2.34 GJ/t CO2, respectively. Most of the energy consumption has spent on compressing and cooling the flue gas. Due to the uncertainty of ionic liquid price, the effect of price on the optimal point was investigated. The results show that the changes in the price of ionic liquid amounts greater than 30$/kg have a major impact on the economic optimal point of the process, these effects are weaker at lower price of ionic liquid. As we know, the concentration of carbon dioxide in the flue gas of the power plant is not constant but variable. Therefore, optimization has been done as a case study in concentrations 11%, 13% and 15% and the cost of carbon dioxide were respectively as 127.2, 104.9 and 89.3 dollar per Carbon dioxide metric ton, and the absorption pressures were 9.9, 8.4, and 7.3 bar, respectively. According to the results, this process is not economically suitable at low concentrations