تولید هیدروژن با استفاده از یک چرخه پیشنهادی از چاه های زمین گرمایی سبلان توسط الکترولایزر غشای پروتونی

در این بررسی یک چرخه ترکیبی جدید (شامل تبخیر آنی دو مرحله ای، چرخه ی کالینا و مبدل غشای پروتونی) از چاه های زمین گرمایی سبلان برای تولید همزمان توان و هیدروژن پیشنهاد شده و مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار گرفته است. در ادامه اثر پارامترهای مهم از جمله فشار جداساز اول و دوم تبخیر آنی، حداقل اختلاف دمای نقطه تنگش، فشار بالای چرخه کالینا، فوق گرم کردن سیال زمین گرمایی، نسبت توان مصرف شده برای تولید هیدروژن و دمای محیط بر مقدار هیدروژن تولیدی، توان خالص تولیدی، بازده حرارتی و اگزرژی چرخه ترکیبی پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که برای حالت مورد بررسی در چرخه ترکیبی پیشنهادی هیدروژن تولیدی ۱۵۳۶کیلوگرم بر ساعت، توان خالص ۱۲/۸۳مگاوات، بازده انرژی ۱۱/۳۹% و بازده اگزرژی ۴۳/۶۴% به دست آمده است. همچنین نتایج نشان می دهند که افزایش فشار جداسازها در افزایش تولید هیدروژن بی تاثیر بوده در حالی که با افزایش فشارجداساز اول و افزایش فشار جداساز دوم تا فشار بهینه، بازده حرارتی و اگزرژی افزایش می یابند. با افزایش دمای الکترولایزر غشای پروتونی، دبی هیدروژن تولیدی افزایش پیدا کرده و باعث می شود ضمن ثابت ماندن کار خالص چرخه، بازده حرارتی و اگزرژی افزایش یابند، همچنین در یک نقطه بهینه برای فشار بالای کالینا، بیشترین مقدار هیدروژن تولیدی به دست آمده است. در این بررسی بیشترین مقدار تخریب اگزرژی به ترتیب برای الکترولایزر غشای پروتونی، اواپراتور و کندانسور ۲ حاصل شد.

Keywords:

Sabalan Geothermal Power Plant , Proton-Exchange Membrane Electrolysis , Hydrogen Production , Kalina Cycle , Energy and Exergy Analayses , نیروگاه زمین گرمایی سبلان , الکترولایزر غشای پروتونی , تولید هیدروژن , چرخه کالینا , تحلیل انرژی و اگزرژی