Techno-economic analysis of carbon capture based on absorption by MEA and simulation using aspen HYSYS
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 828717
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN SANSARCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Altınbaş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Karbon Yakalama (egzoz gazından Karbondioksitin uzaklaştırılması) son yıllarda sıcak bir konu haline geldi. Küresel ısınmayı azaltmak için sera gazı emisyonlarının sınırlandırılmasına yönelik uluslararası bir anlaşma vardır ve CO2 en önemli sera gazı olarak kabul edilmektedir. Büyük ölçekli CO2 yakalama ve depolama, atmosfere CO2 emisyonlarını azaltmanın bir yöntemidir. CO2'nin uzaklaştırılması veya tutulması için önerilen birkaç yöntem vardır. En gelişmiş yöntem, su-amin çözeltisinde CO2 absorpsiyon işlemi yapmak ve daha sonra onu desorbe etmektir. CO2 absorpsiyon giderimi için birçok hesaplama modeli geliştirilmiştir. Bu modellerin doğruluğu, verimliliği ve sağlamlığı değişiklik gösterir. Absorpsiyon sütunu hesaplamalarını akış şeması hesaplamalarıyla birlikte gerçekleştirirken, ayrıntılı ve karmaşık bir modelin basit ve sağlam bir modelden üstün olup olmadığı sıklıkla tartışılır. Bu çalışmada atmosferik parlamadan CO2 ayrımı için tahmin teknikleri geliştirilmiştir. Bu yöntemleri geliştirmek ve doğrulamak için bazı deneysel araştırmalar da dahil edilmiştir. Vurgu, MEA tabanlı absorpsiyon ve desorpsiyon hesaplama yöntemleri (monoetanolamin) üzerinde olmuştur. Projenin bir amacı, uygun maliyetli süreç parametrelerini hesaplamak olmuştur. Hesaplamaların çoğu, yöntem simülasyon modeli Aspen HYSYS ile birlikte gerçekleştirilmiştir. V12 80 oC'ye kadar CO2 yüklü MEA-su çözeltilerindeki viskozite ve yoğunluk ölçümleri ilişkilendirilmiştir. Daha yüksek sıcaklıklarda CO2 yüklü MEA çözeltilerinin yeni viskozite bilgileri, tipik absorpsiyon koşulları altında viskozite belirsizliğini azaltmıştır. MEA çözümlerindeki tipik CO2 emilimi ekonomik koşulları için, Murphree verimlilikleri zaten hesaplanmıştır. Sıvı filmde test edilen bileşiklere dayalı absorpsiyon oranı hesaplamalarına ve eğitimli tahmin hesaplamalarına göre, 50 oC'nin altındaki tipik çalışma parametreleri için sözde birinci derece koşullardan sapma %10'dan azdır. Sıcaklığın bir fonksiyonu olarak murphree verimleri, sütun üstünde veya sütun altında olağan koşullar için hesaplanmıştır. Bu verimliliklerin aşama aşama sütun hesaplama modellerine dahil edilmesi kolaydır. Murphree verimliliklerini kullanan genel CO2 giderme verimliliğinin hesaplanmasındaki doğruluk, sözde birinci dereceden gereksinimlerin karşılandığı ve bir işlemdeki sıcaklığın yaklaşık olarak sabit olduğu varsayıldığında, daha titiz hesaplamalarınkiyle karşılaştırılabilir. Aspen HYSYS'de, alev gazıyla çalışan elektrik santralinin egzoz gazından CO2 giderme verimliliği hesaplandı. Toplam CO2 giderimi ve ısı kullanımının derecesi sirkülasyon oranı, soğurucu sıcaklığı ve diğer parametrelerin bir sonucu olarak belirlenmiştir. Soğurucu, hem sabit Murphree verimlilikleri hem de oran tabanlı simülasyon kullanılarak Aspen Plus ile simüle edildi ve tüm simülasyonlar, değişen parametrelerin bir fonksiyonu olarak benzer sonuçlar üretti. Aspen Plus oranına dayalı hesaplamalar arasında karşılaştırıldığında, Aspen HYSYS hesaplamaları, benzer sıcaklık profilleri üreten değişen Murphree verimliliklerini kullanmıştır. Bölünmüş akış yapılandırmaları da süreç simülasyonu hesaplamalarına dahil edildi. Aspen HYSYS'de, (28,5 ton/yıl) CO2 uzaklaştırılan MEA kullanan bir splitstream prosesi hesaplanmıştır. Bununla birlikte, maliyet tahminleri, bir splitstream işleminin standart bir süreçten daha uygun maliyetli olup olmadığının net olmadığını göstermektedir. Hesaplamalar, ekipman tahmini ve maliyet tahminini de içerir. Bir dizi hesaplamayla optimum maliyet hesaplanabilir. Karbon Tutma KAVRAMLARININ TEKNO-EKONOMİK ANALİZİ dört bölüme ayrılmıştır: CO2 gazı emme maliyeti hesaplaması için endüstriyel fazla ısı için ısı geri kazanımı, bir Amin tesisinde fazla ısıyı kullanarak CO2 tutma, CO2 Absorpsiyon Tesisi Maliyet Tahmin Aracı, kritik teknik ve ekonomik unsurları tanımlar ve bir petrol rafinerisi Fabrikasında Steam Ürün Kalitesi standartlarına dayalı ürünlerde CO2 Yakalamak için.
Özet (Çeviri)
Carbon Capture (the removal of Carbon dioxide from exhaust gas) has become a hot topic in recent years. There is an international agreement to limit greenhouse gas emissions in order to reduce global warming, and CO2 is regarded as the most significant greenhouse gas. Large-scale CO2 capture and storage is one method for reducing CO2 emissions to the atmosphere. There are several methods proposed for CO2 removal or capture. The most developed method is to CO2 absorbtion process in the water-amine solution and then desorb it. Many calculation models for CO2 absorption removal have been developed. The accuracy, efficiency, and robustness of these models vary. When performing absorption column calculations in conjunction with flowsheet calculations, it is frequently debatable whether a detailed and complex model is superior to a simple and robust model. In this work estimation techniques for CO2 separation from atmospheric flare have been developed. Some experimental investigation has also been included to enhance and validate these methods. The emphasis has been on MEA-based absorption and desorption calculation methods (monoethanolamine). One objective of the project has been to calculate cost-optimal process parameters. The majority of the calculations were carried out in conjunction with the method simulation model Aspen HYSYS. V12 The viscosity and density measurements in CO2 charged solutions of MEA-water up to 80 oC have been correlated. The new viscosity information of CO2 charged MEA solutions at higher temperatures have reduced the viscosity uncertainty under typical absorption conditions. For typical CO2 absorption economic circumstances in MEA solutions, Murphree efficiencies have already been calculated. The deviation from the pseudo first order conditions is less than 10% for typical operating parameters below 50 oC, according to absorption rate calculations based on compounds tested in the liquid film and educated guess calculations. Murphree efficiencies as a function of temperature have been calculated for usual circumstances at column top or column bottom. These efficiencies are simple to incorporate into stage-by-stage column calculation models. The accuracy in calculating overall CO2 removal efficiency utilizing Murphree efficiencies is comparable to that of more rigorous calculations, assuming that pseudo first order requirements are met and the temperature at a process is approximately constant. In Aspen HYSYS, a CO2 removal efficiency from exhaust gas of flares gas-powered power plant was calculated. The grade of total CO2 removal and heat utilization have been determined as a result of circulation ratio, absorber temperature, and other parameters. The absorber was also simulated with Aspen Plus, using both constant Murphree efficiencies and simulation rate-based, and all of the simulations produced similar results as a function of the varying parameters. When compared between Aspen Plus rate-based calculations, Aspen HYSYS calculations have used varying Murphree efficiencies produce similar temperature profiles. Split-stream configureurations were also included in the process simulation calculations. In Aspen HYSYS, a splitstream process using MEA with (28.5ton/year) CO2 removed was calculated. However, cost estimates show that it is unclear whether a splitstream process is more cost effective than a standard process.The calculations also include equipment estimation and cost estimation. A cost optimum could be calculated through a series of calculations. TECHNO-ECONOMIC ANALYSIS OF Carbon Capture CONCEPTS is divided into four sections: heat recovery for industrial surplus heat for CO2 gas absorption cost calculation, CO2 capture utilizing excess heat at an Amine plant, CO2 Absorption Plant Cost Estimation Tool identifies the critical technical and economic elements and for Capturing CO2 at an oil refinery Plant - based products on Steam Product Quality standards.
Benzer Tezler
- Oksiyanma teknolojisi ve karbondioksit tutumunun teknoekonomik analizi
Oxy-fuel combustion technology and techno economic analysis of carbon dioxide capture
BARIŞ OKTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Dolaşımlı akışkan yatak sisteminde türk linyitlerinin oksijence zengin ortamda yakılması ve co2 tutulumunun tekno-ekonomik analizi
Techno-economic analysis of the turkish lignite fired oxy-circulating fluidized bed carbon capture system
TUBA COŞKUN
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZKAYMAK
- Investigation of the catalytic performance of tin nanowires produced by aluminum anodic oxide template method for electrochemical CO2 reduction
Alüminyum anodik oksit şablon yöntemiyle üretilen kalay nanotellerin elektrokimyasal CO2 redüksiyonuna yönelik katalitik performansinin i̇ncelenmesi
DİLAN ER GÖNÜL
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Techno-economic study of the calcium looping process for CO2 capture from cement and biomass power plants
Başlık çevirisi yok
DURSUN CAN ÖZCAN
Doktora
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiThe University of EdinburghPROF. STEFANO BRANDANI
DR. HYUNGWOONG AHN
- Yanma ve yanma ürünlerinin hava kirliliğine etkileri ve Ağaçlı-Keşan linyitlerinin km.9003 analizörü ile baca gazlarının analizi
Combustion and environmental effects of combustion products and analyse of slack gases with km 9003 analysis device of Ağaçlı-Keşan lignites
İ.ETHEM KARAAĞAÇLIOĞLU