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

هیدروژن در مقایسه با سوخت های فسیلی بدلیل ارزش گرمایی بالاتر و خروجی کربن صفر درهنگام مصرف، بسیار مورد توجه است. اقتصادی ترین روش نگه داری گاز هیدروژن مایع سازی است. در این پژوهش، گاز هیدروژن با استفاده از سرمایش چرخۀ پریکو و سیستم تبخیر گاز طبیعی مایع، پیش سرد شده و سپس با استفاده از چرخۀ سرد کنندۀ مبرّد ترکیبی مایع می شود. نوآوری این تحقیق پیشنهاد یک چرخۀ مایع ساز هیدروژن با کارایی بالاتر بر پایه استفاده از سرمایش سیستم تبخیرکنندۀ گاز طبیعی مایع است، در چرخه پیشنهادی نسبت به چرخۀ مشابه، چرخه سرد کنندۀ پریکو جایگزین چرخۀ نیتروژنی شده و در قسمت سرمایش نهایی از چرخه سرد کننده مبرد ترکیبی استفاده شده است، طراحی جدید موجب کاهش کار مصرفی در بخش فشرده سازی 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 مایع سازی 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 یافته اند.

modification and optimization of an integrated hydrogen liquefaction process with an lng regasification system

using hydrogen instead of fossil fuels has grown significantly due to its high energy density and zero carbon emission during consumption. the most economical method of storing hydrogen is liquefaction. in this study, after pre-cooling by the cold energy ofthe prico and liquefied natural gas (lng) regasification systems, hydrogen gas enters the next stage and it liquefies by a mixed refrigeration cycle. the novelty of this cycle is based on the new design of a high-efficiency hydrogen liquefaction cycle which isusing the cold energy of a lng regasification process, in turn, results in less power consumption in the compression part and also less cost of power consuming for one kilogram of liquid hydrogen compared to that for a similar cycle. energy, exergy, and economy analyses are implemented to investigate the proposed cycle. in the proposed hydrogen liquefaction cycle with the capacity of 14 tons per hour, the specific energy consumption (sec) 15 % and payback period 20% decreased in comparison to the similar cycle.