Cogeneration power plant and biodiesel process design, simulation and exergy analysis
Kojenerasyon santrali ve biyodizel süreç tasarımı, simülasyon ve ekserji analizi
- Tez No: 637319
- Danışmanlar: Prof. Dr. SERDAR YAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Ekserji analizi, enerji dönüşüm sistemleri için önemli bir derinlemesine ölçüm aracıdır. Bu, hem enerjik hem de dışsal analizin yanı sıra proses tasarımı ve simülasyonun bir devamıdır. Bu çalışmada ekserji analizinin enerji santrallerine uygulanmasını teşvik etmek için bir simülasyon geliştirilmiştir. İlk değerlendirmeler birçok düşünce ve varsayımla yazılıma girilir, ardından transesterifikasyon ve termokimyasal dönüşüm reaksiyonu modellenir ve simüle edilir. Her bir ürünün ve reaktiflerin özelliklerini değerlendirmek veya karşılaştırmak için termodinamik yasaları ve tablolar, literatür ve birçok mühendislik standardı ve el kitabı takip edildi.Akış diyagramlarında yer alan fiziksel ve kimyasal değerler, çeşitli tanımlamalar ve referans durumdaki spesifik değerler ile belirlendi. Son olarak, yakıt, ekipman ve ürün ekserjileri ve bu bileşenlerle ilişkili ekserji tahribatı hesaplanmış ve tartışılmıştır.Bu çalışma üç vakadan oluşuyor: bir biyodizel üretimi ve rafinasyonu, bir kombine çevrim santrali, bir ekserji analizi.İlk iki vaka bilgisayar tabanlı bir süreç simülasyonu ve modellemesi içermektedir. İlk adımda, bitkisel yağları biyodizele dönüştürmek amacıyla özel bir bir proses tasarlandı.Simülatör uygulamasında kullanmak üzere esterleşme ve transesterifikasyon reaksiyonunu modellemek oldukça zordu. Daha sonra dikkatlice ve titizlikle gerçekleştirilen bu çalışmada Triolein an yağ bileşeni olarak kabul edildi. İkinci kısım, sera gazı salınımını azaltmak için geleneksel hidrokarbonlara alternatif olarak %99 saflıkta üretilen yüksek kaliteli biyodizel kullanımını esas almaktadır. Son kısım, ekserji analizi için tüm varsayımları ve hesaplamaları kapsar. Bu analiz yine üç ana bölümden oluşur ve her bölümün kendi önermeleri vardır. Genel ortamdan çevreye olan ekserjinin ve ortamdan ölü duruma geçen kimyasal ekserjinin hesaplanması, ekserji analizinde yer alan bileşenlerin tahmin edilmesindeki ilk ve ikinci adımları oluşturmuştur. Diğer kısımlar herbir referans değerin yorumlanmasını kapsamaktadır ve termodinamik özelliklere dayanan hesaplamalar ve modellemeler bu çalışmanın en zorlu konularını oluşturmaktadır. Biyodizel prosesinin ve biyodizel bazlı güç tesisinin tasarlanması ve sonrasında gerçekleştirilen ekserji analizi sayesinde aşağıdaki vargılara ulaşılmıştır: Ekserji analizi sonucunda prosesin birçok noktasında enerji kayıpları oluştuğu anlaşılmıştır. Bu kayıplar arasında en dikkat çekici olanlar atık ısı kaynaklı kayıplar, sıcak akımların ısısının tam olarak geri kazanılamaması ve buhar jeneratör ünitesinin tasarımına bağlı olan kayıplardır
Özet (Çeviri)
Exergetic analysis is an important in-depth measurement tool for energy conversion systems. This is a continuation of both the energetic and exergetic analysis as well as a combination of process design and simulation. A simulation was developed in this study to promote the application to power plants of the exergy analysis. The initial data by many considerations and assumptions are entered into the software, then a transesterification and thermochemical conversion reaction modeled and simulated. Thermodynamics laws and tables, literature, and many engineering standards and handbooks were followed to evaluate or compare properties of each product and reactants. The physical and chemical values of the streams shall be determined by their definitions and by the specific values of the reference state. Finally, the fuel, equipment and product exergy, and the exergy destruction associated with these components were calculated and discussed. This study includes three cases: a biodiesel production and refinery, a combined cycle power plant, an exergy analysis. The first two cases contain a computer-based process simulation and modeling. For the first step a process designed and developed to convert vegetable oils into a biodiesel and according many literatures reviewed it considered to design a different and unique process to promote the value of study. Because of wide variety of vegetable oils defining a right group of components to use in simulator application and also to model the reaction of esterification and transesterification was pretty challenging. In this study as expanded later carefully and precisely, Triolein was the main oil component. The second part is utilizing the highquality biodiesel produced with 99% purity as an alternative for conventional hydrocarbons to reduce the emission of GHG. The last part, covers all assumptions and calculations for exergy analysis. This analysis again consists of three main parts and each part has their considerations. Evaluating and calculating physical exergy from the generic environment to the ambient state and calculating chemical exergy from the ambient environment into the dead state is the first and second step to estimate the values of exergy analysis components. Other parts are evaluating and understanding the references and their thermodynamical properties and related calculations and modeling were one of the toughest challenges during this study.
Benzer Tezler
- Design and life cycle assessment of integrated organosolv based biorefinery: Simulated case studies utilizing sessile oak (Quercus petraea) coppices and industrial wood sawdust from Bursa/Turkey region
Entegre organosolv bazlı biyorafineri tasarımı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi: Bursa/Türkiye bölgesinden sapsız meşe (Quercus petraea) ve endüstriyel odun talaşı kullanarak durum çalışmaları simülasyonu
MERVE NAZLI BORAND
Doktora
İngilizce
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
- The fault analysis of cogeneration power plant
Kojenerasyon enerji santralinde arıza analizi
SEZAİ POLAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYaşar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HACER ÖZTURA
- Enerji üretimi ve gemi tahrik sistemlerinde yapay sinir ağı uygulamaları
Artificial neural network appliciations in power production ship propulsion systems
ALPER EYLEM ERSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Gemi MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiGemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. UĞUR KESGİN
- Beydere Tohum Sertifikasyon Test Müdürlüğü'nde biyoyakıt üretimi amacıyla değerlendirilebilecek bitkisel ve hayvansal biyokütle potansiyelinin belirlenmesi
Determining the potential of the plant and animal biomass assessed for biofuel production at Beydere Seed Certification Test Directorate
ALİRIZA DENİZ EVREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN HÜSEYİN ÖZTÜRK
- Doğalgazla çalışan bir kombine çevrim santralın tasarımı, optimizasyonu ve enerji verimliliği
Design, optimization and energy effeciency of a natural gas combined cycle power plant
MURAD A. RAHİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
EnerjiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DURMAZ