Análisis Termodinámico y Económico de un Nuevo Sistema de Tri-Generación de Refrigeración, Calefacción y Energía con Captura de Carbono
Autores: Yan, Linbo; Jia, Ziyue; Liu, Yang; Geng, Cong; He, Boshu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Combinado
Refrigeración
Calefacción
Energía
CCHP
Bajas emisiones de carbono
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El sistema de refrigeración, calefacción y energía combinados (CCHP) ha atraído una atención creciente debido a su potencial rendimiento excepcional en termodinámica, economía y medio ambiente. Sin embargo, los sistemas CCHP convencionales son intensivos en carbono. Para resolver este problema, se propone por primera vez en este trabajo un sistema CCHP de bajas emisiones de carbono (LC-CCHP) integrando un proceso de reformado de metano por vapor mejorado por adsorción (SE-SMR). En el sistema LC-CCHP, el CO se captura continuamente mediante un ciclo de calcio para que se pueda generar energía de bajo carbono. Luego, se construye el modelo termodinámico del sistema LC-CCHP, que consiste principalmente en un reactor de lecho fluidizado dual que incluye el reactor SE-SMR y un reactor de calcinación de CaCO, una turbina de gas de hidrógeno, un recalentador de CO y un enfriador de absorción de bromuro de litio. Para demostrar que el modelo LC-CCHP es confiable, se comparan las predicciones del modelo de las principales subunidades del sistema con datos de la literatura en términos de termodinámica y economía. Finalmente, se detectan los efectos de la temperatura de reformado, la relación molar de vapor a carbono, la relación molar de calcio a carbono, la relación equivalente para la turbina de gas y la relación de separación de hidrógeno sobre la eficiencia total de energía, la eficiencia total de exergía y la capacidad de captura de carbono. Se encuentra que la eficiencia mínima de exergía del 64.5% existe en la unidad de calcinación, mientras que la eficiencia máxima de exergía del 78.7% aparece en la unidad de turbina de gas. La eficiencia máxima de energía y el coeficiente de rendimiento del enfriador de absorción son 0.52 y 1.33, respectivamente. Cuando gradosC, , , y , el , y del sistema pueden ser ~61%, ~68% y ~96%, y el costo específico promedio del sistema es de 0.024 USD/kWh, lo que es avanzado en comparación con los sistemas CCHP paralelos.
Descripción
El sistema de refrigeración, calefacción y energía combinados (CCHP) ha atraído una atención creciente debido a su potencial rendimiento excepcional en termodinámica, economía y medio ambiente. Sin embargo, los sistemas CCHP convencionales son intensivos en carbono. Para resolver este problema, se propone por primera vez en este trabajo un sistema CCHP de bajas emisiones de carbono (LC-CCHP) integrando un proceso de reformado de metano por vapor mejorado por adsorción (SE-SMR). En el sistema LC-CCHP, el CO se captura continuamente mediante un ciclo de calcio para que se pueda generar energía de bajo carbono. Luego, se construye el modelo termodinámico del sistema LC-CCHP, que consiste principalmente en un reactor de lecho fluidizado dual que incluye el reactor SE-SMR y un reactor de calcinación de CaCO, una turbina de gas de hidrógeno, un recalentador de CO y un enfriador de absorción de bromuro de litio. Para demostrar que el modelo LC-CCHP es confiable, se comparan las predicciones del modelo de las principales subunidades del sistema con datos de la literatura en términos de termodinámica y economía. Finalmente, se detectan los efectos de la temperatura de reformado, la relación molar de vapor a carbono, la relación molar de calcio a carbono, la relación equivalente para la turbina de gas y la relación de separación de hidrógeno sobre la eficiencia total de energía, la eficiencia total de exergía y la capacidad de captura de carbono. Se encuentra que la eficiencia mínima de exergía del 64.5% existe en la unidad de calcinación, mientras que la eficiencia máxima de exergía del 78.7% aparece en la unidad de turbina de gas. La eficiencia máxima de energía y el coeficiente de rendimiento del enfriador de absorción son 0.52 y 1.33, respectivamente. Cuando gradosC, , , y , el , y del sistema pueden ser ~61%, ~68% y ~96%, y el costo específico promedio del sistema es de 0.024 USD/kWh, lo que es avanzado en comparación con los sistemas CCHP paralelos.