اصلاح و بهینه‌سازی چرخه مایع‌ساز هیدروژن مجهز به سیستم تبخیرکنندۀ گاز طبیعی مایع

Abstract

هیدروژن در مقایسه با سوخت­های فسیلی بدلیل ارزش گرمایی بالاتر و خروجی کربن صفر درهنگام مصرف، بسیار مورد توجه است. اقتصادی­ترین روش نگه­داری گاز هیدروژن مایع­سازی است. در این پژوهش، گاز هیدروژن با استفاده از سرمایش چرخۀ پریکو و سیستم تبخیر گاز طبیعی مایع، پیش­سرد شده و سپس با استفاده از چرخۀ سرد­کنندۀ مبرّد ترکیبی مایع می­شود. نوآوری این تحقیق پیشنهاد یک چرخۀ مایع­ساز هیدروژن با کارایی بالاتر بر پایه استفاده از سرمایش سیستم تبخیر­کنندۀ گاز طبیعی مایع است، در چرخة پیشنهادی نسبت به چرخۀ مشابه، چرخه سرد­کنندۀ پریکو جایگزین چرخۀ نیتروژنی شده و در قسمت سرمایش­نهایی از چرخه سرد­کننده مبرد ترکیبی استفاده شده­ است، طراحی جدید موجب کاهش کار مصرفی در بخش فشرده­سازی شده که نتیجه آن، کاهش هزینه­ برق مصرفی به ازای تولید یک کیلوگرم هیدروژن مایع نسبت به چرخه­ با مشخصات مشابه است. آنالیز انرژی، اگزرژی و اقتصادی برای چرخۀ پیشنهادی انجام شده است. در چرخۀ مایع­سازی هیدروژن پیشنهادی با ظرفیت 14 تن در ساعت، مقدار مصرف انرژی ویژه 15 % و دوره برگشت سرمایه 20 % ، نسبت به چرخه با مشخصات مشابه کاهش یافته­اند.