بررسی عملکرد فرآیند تراکم و خالص سازی-آمین در جداسازی دی اکسید کربن حاصل از احتراق با اکسیژن خالص

به دلیل اثرات مخرب co2  به عنوان یک گاز گلخانه ای فناوری حصر و ذخیره کربن برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از منابع اصلی انتشار آن توسعه یافته است. به این منظور روش های بسیاری برای حذف co2 پیشنهاد شده است که انتخاب فرآیند مناسب با توجه به غلظت co2، شرایط عملیاتی و اقتصادی بودن فرآیند، صورت می گیرد. یکی از این روش ها واحد تراکم و خالص سازی co2 می باشد که برای جداسازی co2  از گاز احتراق حاصل از فرآیند احتراق در اکسیژن نسبتا خالص است. با این حال راندمان پایین جداسازی و تخلیه بخش قابل توجهی از co2 به اتمسفر یکی از بزرگترین چالش های پیش روی این فرآیند است. در این پژوهش برای اولین بار سیستم هیبرید آمین-تراکم و خالص سازی در جداسازی دی اکسید کربن حاصل از احتراق با اکسیژن خالص طراحی و عملکرد آن بررسی شد. مطالعه و شبیه سازی پایای فرآیند در محیط نرم افزار اسپن پلاس انجام گرفت. مدل ترمودینامیکی پنگ-رابینسون و مدل غیر تصادفی دو مایع برای محلول های الکترولیت برای تخمین خصوصیات ترمودینامیکی به ترتیب در واحدهای cpu و آمین استفاده شدند. به منظور افزایش دقت، ضرایب ترمودینامیکی در مدل پنگ-رابینسون با استفاده از مقادیر تجربی موجود در مقالات بهبود یافت. انتگراسیون حرارتی به منظور بهینه تر شدن انرژی مصرفی فرآیند بکار گرفته شد. نتایج انتگراسیون فرایند نشان می دهد به کمک افزودن دو تبادل گر گرمایی در حدود gj 196 در سال از بار گرمایی واحد پشتیبانی کاسته می شود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد سیستم پیشنهادی حاضر سبب کاهش co2 خروجی به اتمسفر از 27.13 به حدود 0.3 درصد می شود.

investigation of the compression and purification-amine process performance in the separation of co2 effluent from oxy-fuel combustion

due to the detrimental effects of co2 as a greenhouse gas, carbon capture and storage technology has been developed to reduce greenhouse gas emissions from major sources. various methods have been proposed for co2 removal, and the selection of an appropriate process depends on factors such as co2 concentration, operational conditions, and the economic feasibility of the process. one of these methods is the co2 compression and purification unit (co2-cpu), which is used to capture co2 from the oxy-fuel combustion (ofc). however, the low separation efficiency and significant discharge of co2 into the atmosphere pose major challenges for this process. in this study, for the first time, the hybrid amine-cpu system was designed and its performance was investigated in co2 separation from ofc flue gases. the study and simulation of the process were carried out using the aspen plus software. the peng-robinson thermodynamic equation of state and the electrolyte non-random two-liquid model were used to estimate the thermodynamic properties in the cpu and amine scrubbing processes, respectively. to increase accuracy, the thermodynamic coefficients in the peng-robinson model were improved using experimental values available in the literature. heat integration was employed to optimize the energy consumption of the process. the results of the process integration showed that by adding two heat exchangers, about 196 gj per year of the utility unit’s thermal load could be reduced. the results of this research indicate that the proposed system can reduce co2 outlet to the atmosphere from 27.13 percent to about 0.3 percent.