DEVELOPMENT OF THERMO-CHEMICAL MODEL AND EXERGETIC ASSESSMENT OF A BIOMASS DERIVED SYNGAS FUELED COMBINED CYCLE FOR COGENERATION OF POWER AND COOLING

Abstract

من بين جميع مصادر الطاقة المتجددة، وُجِد أن الوقود الحيوي أنجعها وذلك لأنها متاحة بكثرة ولطبيعة غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 المحايدة. الطريقة الفعّالة والسليمة للبيئة لتحويلها إلى منتج غازي ثمين هي باستخدام طريقة حرارية-كيميائية. في هذا الصدد، الدراسة الحالية تهدُف إلى تطوير نموذج حراري-كيميائي لتحويل مادة الكتلة الحيوية لوقود غازي مفيد يسمى الغاز المتزايد Syngas. النموذج المطور بُنيَ بدمج تحويل الفحم وتشكيل القطران مع مبدأ التوازن الحراري-الحركي، ما يمكننا من حساب تركيز الغاز المتزايد. تم اختبار آثار التغير في العوامل التشغيلية – مثل: ضغط ضاغط الهواء، تكافؤ التحويل الغازي GER، نسبة البخار إلى الكتلة الحيوية SBR، ونقطة الَقرصة لـجهاز HRSG – على أداء جهازي BIGCC و BIGCC-VAR، مثل كفاءة الطاقة والجودة الإكسرجية. وقد وُجِدَ أنهُ عند قيم منخفضة من نسبة تكافؤ التحويل الغازي أن قيمةLHV للغاز المتزايد بالإضافة إلى كفاءة الطاقة و الجودة الإكسرجية للمحول الغازي عالية لجميع مواد الكتلة الحيوية، في حين أن تأثير تكافؤ التحويل الغازي على كفاءة الطاقة والجودة الإكسرجية لجهازBIGCC أكثر وضوحاً عند القيم العالية. كفاءة كل من الطاقة والجودة الإكسرجية للمحول الغازي تنقص بزيادة نسبة البخار إلى الكتلة الحيوية. في المقابل نجد أن كفاءة الطاقة و الجودة الإكسرجية لجهازBIGCC تزيد بزيادة نسبة البخار إلى الكتلة الحيوية. أخيراً، نجد أن كفاءة الطاقة و الجودة الإكسرجية لجهازBIGCC تزيد بزيادة ضغط المحول الغازي وتنقص بزيادة درجة حرارة نقطة القَرصة لجهاز HRSG. استخدام نظام التبريد الامتصاصي بسائل LiBr-H2O عند مخرج جهاز HRSG أظهر تحسناً في كل من كفاءة الطاقة و الجودة الإكسرجية لجهازBIGCC . إدراج الخصائص الكيميائية و الفيزيائية للجودة الإكسرجية لسائلLiBr-H2O يظهر نتائج مثيرة للاهتمام، حيث كشفت النتائج أن الحسابات التي تمت بعد أخذ هذه الخصائص في الاعتبار عن تغيير واسع النطاق على الجودة الإكسرجية للمكونات الرئيسية لدورة القدرة والتبريد المقترحة.