تولید هیدروژن با استفاده از یک چرخه پیشنهادی از چاه‌های زمین گرمایی سبلان توسط الکترولایزر غشای پروتونی

Abstract

در این بررسی یک چرخه ترکیبی جدید (شامل تبخیر آنی دو مرحله‌ای، چرخه‌ی کالینا و مبدل غشای پروتونی) از چاه‌های زمین گرمایی سبلان برای تولید همزمان توان و هیدروژن پیشنهاد شده و مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار گرفته است. در ادامه اثر پارامترهای مهم از جمله فشار جداساز اول و دوم تبخیر آنی، حداقل اختلاف دمای نقطه تنگش، فشار بالای چرخه کالینا، فوق گرم کردن سیال زمین گرمایی، نسبت توان مصرف شده برای تولید هیدروژن و دمای محیط بر مقدار هیدروژن تولیدی، توان خالص تولیدی، بازده حرارتی و اگزرژی چرخه ترکیبی پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که برای حالت مورد بررسی در چرخه ترکیبی پیشنهادی هیدروژن تولیدی ۱۵۳۶کیلوگرم بر ساعت، توان خالص ۱۲/۸۳مگاوات، بازده انرژی ۱۱/۳۹% و بازده اگزرژی ۴۳/۶۴% به دست آمده است. همچنین نتایج نشان می‌دهند که افزایش فشار جداسازها در افزایش تولید هیدروژن بی‌تاثیر بوده در حالی که با افزایش فشارجداساز اول و افزایش فشار جداساز دوم تا فشار بهینه، بازده حرارتی و اگزرژی افزایش می‌یابند. با افزایش دمای الکترولایزر غشای پروتونی، دبی هیدروژن تولیدی افزایش پیدا کرده و باعث می‌شود ضمن ثابت‌ماندن کار خالص چرخه، بازده حرارتی و اگزرژی افزایش یابند، همچنین در یک نقطه بهینه برای فشار بالای کالینا، بیشترین مقدار هیدروژن تولیدی به دست آمده است. در این بررسی بیشترین مقدار تخریب اگزرژی به ترتیب برای الکترولایزر غشای پروتونی، اواپراتور و کندانسور ۲ حاصل شد.