Exergy analysis of combined fuel processor - fuel cell system
Birleşik yakıt ünitesi - yakıt pili sisteminin ekserji analizi
- Tez No: 179344
- Danışmanlar: PROF. A. ERHAN AKSOYLU, PROF. MAHİR ARIKOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Birleşik bir yakıt ünitesi-yakıt pili sisteminin ekserji analizi ve verimlilik hesabı yapılmıştır. ATR, WGS ve PROX katalitik reaktörleri için, laboratuar deneylerinde elde edilen çıkış konsantrasyonlarının reaktör çıkışlarında sağlanabileceği varsayılarak, deneysel veriler kullanılmıştır. IPOX reaktöründe değişik sıcaklıklarda saf propan, %50 propan - %50 bütan karışımı, %75 propan - %25 bütan karışımı beslemeleri için katalizör performansı verileri Katalizör Teknolojisi ve Reaksiyon Mühendisliği Laboratuarı'nda gerçekleştirilen deneysel çalışmalardan elde edilmiştir. WGS reaktörünün dönüşüm oranı, karşılık gelen sıcaklık düzeyindeki denge dönüşüm oranının %70'i olarak alındı. Yukarıdaki deneysel sonuçlar kullanılarak PROX reaktöründe %100 CO seçiciliğinin ve %100 CO dönüşümünün gerçekleştiği kabul edilmiştir.Her reaktörün çıkış akısının kompozisyonları, deneylerden elde edilen deneysel verilere dayandırılmıştır. Her akı için kütle debileri hesaplandıktan sonra, bilinmeyen çıkış sıcaklıklarını ve birleşik sistemdeki diğer ünitelerin sıcaklıklarını hesaplamak için enerji denklikleri kurulmuştur. Hesaplamalardaki yakıt pili dönüşüm oranları %75 ile % 85 arasında alınmıştır. Sistemdeki tüm akıların belirlenmesinden sonra hem her ünite, hem de tüm sistem için ekserji denklikleri hesaplanmıştır. Tüm sistemin ekserji verimlilikleri IPOX reaktör sıcaklığının fonksiyonu olarak hesaplanmıştır. Bu çalışmanın sonuçlarına gore, 743 K hariç, IPOX reaktörünün çıkış sıcaklığı arttırıldığında sistemin ekserji verimi artmaktadır. Ekserji analizleri göstermiştir ki, WGS ve PROX reaktörleri tüm system ekserjisi üzerinde çok az etkilidir. Tüm sistemin enerji veriminin metan içeriğine ve sistemden çıkış akısının sıcaklığına karşı duyarlı olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Exergy analysis and energy efficiency of a combined fuel processor-fuel cell system was performed. Experimental data were used for the performances of the ATR, WGS and PROX catalytic reactors assuming that the concentrations of the outlet streams obtained at the laboratory experiments can be achieved at the exit of the reactors. The catalyst performance data for IPOX reactor for pure propane, 50% propane ? 50% butane and 75% propane ? 25% butane feeds at different temperatures have been obtained from experimental works conducted in Catalyst Technology and Reaction Engineering Laboratory. The conversion level of the water-gas shift reactor was assumed as 70% of the equilibrium conversion at the corresponding reactor temperature level. 100% CO selectivity and 100% CO conversion were accepted for preferential oxidation reactor by using the above experimental results.Output composition from each reactor was based on the experimental data obtained from the experiments. Once mass flow rates were calculated for each stream, energy balances were carried out to calculate unknown outlet temperatures as well as the temperatures of the other units present in the combined system. The fuel cell conversions in the calculations were taken in the range of 75% - 85%. After all the streams in the system were determined, exergy balances were calculated for each unit and also for the whole system. The overall system exergy efficiencies were calculated as a function of IPOX reactor temperature. According to the results of this study, when IPOX reactor output temperature increased, except at 743 K, exergy efficiency of the system increased. Exergy analysis indicated that water-gas shift and preferential oxidation reactors have a minimum impact on the overall exergy of the system. The energy efficiency of the whole system was found sensitive to the methane content and the temperature level of the exhaust stream from the system.
Benzer Tezler
- Experimental investigation of an integrated solar driven wastewater treatment system for trigeneration applications
Başlık çevirisi yok
MURAT EMRE DEMİR
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiUniversity of Ontario Institute of TechnologyPROF. DR. İBRAHİM DİZER
- Analysis of the availability and applicability of fuel cell as a main power unit for a commercial ship
Bir ticari gemi için yakıt pilinin ana güç üreticisi olarak kullanılabilirliği ve uygulanabilirliğinin analizi
ÖMER BERKEHAN İNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DENİZ
- Real textile wastewater treatment by application of combined processes on corncob based materials
Tekstil endüstrisi gerçek atık suyunun mısır koçanından hazırlanan malzemeler varlığında çeşitli prosesler ile arıtımı
FEHMİYE GÜL TOKAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYDA ATALAY
- Li-iyon batarya modelinin en uygunlaştırılması ve batarya bozunumunun incelenmesine katkılar
Contributions to optimization of Li-ion battery models and analysis of battery degradation
HAKAN İNCESU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ