مقایسۀ اقتصادی و محیط زیستی چندین سیال یک سیستم جذب کربن سیکل برایتون با سیکل‌های فشرده سازی مجدد و بازیابی‏ کننده

انرژی مهم‌ترین عامل در توسعۀ اقتصادی است. همچنین، رشد جمعیت بر میزان مصرف انرژی اثر مثبت دارد. بنابراین، به‌خصوص در کشور‌های در حال توسعه و کمتر‌توسعه‌یافته که به طور همزمان شاهد رشد بالای جمعیت و توسعۀ اقتصادی هستیم، نیاز به انرژی و به‌خصوص با ماهیت برق نیز بیشتر می‌شود. افزایش نیاز به برق سبب افزایش مصرف انرژی‌های اولیه به‌خصوص از نوع فسیلی خواهد شد. با توجه به شرایط گرمایش جهانی و اثر آن بر تغییرات اقلیمی این موضوع اثرات اقلیمی قابل توجهی دارد. مالیات ردپای کربن که در بسیاری از کشورها به منظور مقابله با مصرف زیاد سوخت‌های فسیلی تصویب و مورد استفاده قرار گرفته است، اهمیت توجه به تقاضا و مصرف سوخت‌های فسیلی را از نظر اقتصادی نیز بالا می‌برد. این پژوهش از منظر اقتصاد انرژی و اقتصاد محیط زیست میزان جرمی کربن دی‌اکسید را در چهار سیال کاری گاز سنتز، دودکش گاز سنتز، گاز متان، دودکش گاز متان و تاثیر آن بر پارامتر‌های اقتصادی محیط زیستی سیکل مد نظر بررسی می‏شود. همچنین، با یکپارچه‌سازی یک سیکل برایتون با سیکل هلیوستات، تامین حرارت برای سیال کاری ورودی توربین از طریق انرژ‏ی خورشید به عنوان جایگزین برای دیگ بخار در نظر گرفته می‌شود، تا به این‌وسیله میزان پایداری محیط زیست و کاهش هزینۀ سیکل مورد برایتون محاسبه شود. نتایج نشان می‌دهد استفاده از سیال خروجی از توربین مانند گاز سنتز دودکش تا 92/ 29 برابر از سیال ورودی هم تیپ خود یعنی گاز سنتز می‌تواند انتشار کربن دی‌اکسید را کاهش بدهد.

economic and environmental comparison of various fluids in a carbon capture system using the brayton cycle with recompression and recuperation cycles

population growth, especially in developing and less developed countries, leads to increased energy demand, particularly for electricity. as the need for electricity rises, so does the consumption of primary energy sources, especially fossil fuels. however, this trend poses significant risks due to global warming and its impact on climate change. additionally, considering the carbon footprint taxes projected for the coming years, addressing this issue becomes even more critical. in this research, the objective is to identify the optimal working fluid among four candidates: methane, methane flue gas, syngas, and syngas flue gas. the study evaluates their economic and environmental advantages. furthermore, it investigates how the carbon mass fraction in each working fluid affects economic and environmental parameters. as part of this analysis, a combined cycle integrating a brayton cycle with a solar-heliostat cycle is proposed. in this configuration, solar energy replaces the boiler to provide heat for the turbine’s working fluid. the goal is to achieve cost reduction and environmental sustainability.