آناليز انرژي و اگزرژي سيستم مجتمع گازي سازي زيست توده و پيل سوختي اكسيد جامد (قسمت اول): تكنولوژي تصفيه گاز دما پايين

Energy and Exergy Analyses of an Integrated Biomass Gasification and SOFC System (part I): Low Temperature Gas Cleaning Technology

در اين مقاله، سيستم قدرت يكپارچه­ ي جديدي، بر پايه گازي­ سازي زيست توده و پيل سوختي اكسيد جامد با سيستم تصفيه گاز دما پايين پيشنهاد شده و عملكرد آن به وسيله­ ي محاسبات ترموديناميكي مورد ارزيابي قرار گرفته است. سيستم پيشنهادي شامل واحد گازي­سازي، واحد تصفيه گاز، هيبريد پيل سوختي اكسيد جامد و توربين گاز و چرخه پايين دست آلي رانكين مي­ باشد. گاز سنتز قبل از استفاده در پيل سوختي اكسيد جامد بايد در واحد تصفيه گاز مورد پاكسازي قرار گيرد. تكنولوژي تصفيه گاز دما پايين براي تصفيه گاز سنتز خروجي از گازي­ ساز به كار گرفته شده است. مطالعه پارامتريك، جهت بررسي پاسخ سيستم به تغييرات پارامترهاي عملياتي انجام شده است. نتايج به دست آمده نشان مي ­دهد كه با يك چنين سيستمي مي­ توان به ترتيب به راندمان انرژي ناخالص و خالص، 54/56% و 50/55% دست يافت. اين در حالي است كه راندمان اگزرژي ناخالص و خالص سيستم به ترتيب 48/57% و 45/08% مي ­باشد. از نرم ­افزار ترموديناميكي Cycle-Tempo براي مدل ­سازي سيستم پيشنهادي استفاده شده است.

In this paper, a new integrated power system based on biomass gasification and solid oxide fuel cell with low temperature gas cleaning system is proposed and the performance of the system is evaluated using thermodynamic calculations. The proposed system includes a gasification unit, a gas cleaning unit, a SOFC-GT hybrid system and an organic Rankine bottoming cycle. The generated raw syngas need to be purification before it can be used in SOFC system. For this reason, low temperature gas cleaning system is selected. A sensitivity study is carried out to investigate plant responses to different working parameters. The results obtained indicate that for the current system, the gross and net energy efficiency of the system are 54.56% and 50.55% respectively, while the gross and net exergy efficiency are 48.57% and 45.08% respectively. The proposed system has been modeled using Cycle-Tempo software.