مدلسازي سيستم بازيافت انرژي جهت توليد توان بهينه از گاز متان رقيق درمعدن زغال‌سنگ طبس ايران

Modeling an Energy Recovery System for Optimal Electrical Power Generation from Low Concentration Methane in Tabas Coal Mine of Iran

در اين مقاله با استفاده از يك مدل برنامه ريزي رياضي به كمك نرم افزار شبيه‌سازي Hysys و بهينه‌سازي Gams به بررسي فني و اقتصادي يك مدل جهت توليد توان الكتريكي بهينه از احتراق كاتاليستي گاز متان رقيق موجود در بستر معدن زغال سنگ طبس ايران پرداخته شده است. اين مدل با بكار بردن تركيبي با غلظت حجمي 1 درصد گاز متان در سيستم توربين گازي رقيق سوز كاتاليستي و تركيب آن با يك موتور گازي اجرا شده است. نتايج اجراي اين مدل براي معدن زغال‌سنگ مذكور منجر به توليد 8088 كيلووات توان الكتريكي مي‌شود كه در حدود 75 درصد از نياز الكتريسيته اين معدن تأمين خواهد شد. از نظر اقتصادي نيز نرخ بازگشت سرمايه 36 درصد بوده كه نشان دهنده جذابيت بالاي سرمايه‌گذاري در اين زمينه است.

This paper discusses the technical and economical aspects of an energy recovery system to generate optimal electrical power from catalytic combustion of low concentration coal bed methane in Tabas coal mine of Iran, applying a mathematical programming model, Hysys simulation software, and Gams optimizer. This model has been applied by using a mixture with 1% methane concentration in a catalytic combustion lean burn gas turbine and coupling a gas engine to the system. The implementation of the model would lead to the generation of 8.088 Mw electricity in forementioned coal mine and cover over than 75% of total demand power of site. Investment Rate of Return (IRR) would be 36%, which shows the high investment attractiveness in this field.