پروژه در مورد پیل سوختی اکسید جامد در سیستم میکرو CHP

------------------------------------------

چکیده :

در این پروژه صحت یک سلول سوختی ریز که سیستم نیرو و گرما را با هم ترکیب می کند مورد بررسی قرار گرفته است . کانون توجه به پتانسیل درمنازل دانمارکی اشاره کرده است . فناوری های مختلف مثل سلول های سوختی (CF) ، موتورهای سوختی داخلی و موتورهای استرلینگ (Stirling) مورد بحث قرار گرفته است .

یک سلول سوختی اکسید جامد (SOFC) به عنوان تکنولوژی سود انتخاب شده است . زیرا دارای پتانسیل ، بسامد الکترونیکی خیلی بالا است . و هم چنین می تواند از طریق بهسازی به عنوان گاز طبیعی جریان یابد و بنابراین از یک شبکه توزیع گسترده که اکنون در دانمارک وجود دارد استفاده کند.

برای تعیین اندازه سیستم این تحلیل شامل 5 خانواده ی دانمارکی می شود. یک روش رایج سیستم mCPH پیگیری نیاز گرمایی و خرید و فروش وکسر و مازاد نیروی الکتریکی از رشته الکتریکی می باشد .

از طریق پردازش اطلاعات نتیجه می گیریم که یک خروجی گرمایی (KW) 2 با هم با یک ذخیره گرم (L) 350 نیاز گرمایی خانه ها را پوشش می دهد. از آنجایی که نسبت گرما به نیروی سیستم SOFC --> 2:1 می باشد . اطلاعاتی کسب شده که مقدار نیاز الکتریکی را پوشش می دهد مشخص شده است که 90 درصد زمان سیستم CHP قادر به رساندن الکتریسته به خانه هاست هدف این پایان نامه یافتن این است که توپولوژی سیستم mCPH بالاترین بازده و کارایی را دارد . مخصوصاً تکنولوژی بهسازی که مناسبترین خواهد بود.

دو تکنولوژی مختلف ، انتخاب و مقایسه شده است . بهسازی بخار ، (SR) و ترکیب جزئی کاتالیز (CPO) ، تمامی ترکیبات اصی مختلف در این سیستم نمونه سازی شده است : بهسازی ، FC، Catalytic burner، ماشین آلات توربینی ejectors ، مبادله کننده های گرما و اتلاف گرما از ترکیبات اساسی اند .

در نوشتجات می بینیم که گردش دوباره کاتود گاز کارایی را بالا می برد . بنابراین کل 4 مدل ساخته می شوند : SR بدون گردش دوباره (مورد 2 CR ) . از آنجایی که چندین جریان نیاز به گرم شدن دارند و گرمای زیادی در گاز اگزوس وجود دارد . یک شبکه تعدیل کننده گرمایی ضروری است . این تعدیل کننده ی گرمایی نصب شده است و از طریق آنالیز نوک انگشتی برای کسب بالاترین مقدار حصول گرما بهینه سازی شده است .

به علت پیچیدگی سیستم ، یک برنامه بهینه سازی برای یافتن اینکه کدام ورودی های سیستم دارای بالاترین بازده است به کار برده شده است . کل بازده در مقایسه با وضعیت موتور سوخت و FC سیستم اصلی ایجاد شده است .

بازده الکتریکی از تمامی مقایسه شده ها بالاتر می رود. به علت نتایج همگن امکان اجرای آن در این سیستم وجود ندارد . گرچه انتظار می رود که بازده حتی بیشتر افزایش یابد.

یافته جالب این بود که افزایش مقدار بهسازی داخلی به طور قابل توجهی بازده سیستم را افزایش داده است . مقدار بهسازی داخلی که حتی الامکان کم شده است . به علت بهسازی داخلی می تواند منجر به رسوبات کربنی بر روی آند فعالیت طولانی مدت شود. جایگزین کردن مواد کاتالیزی در بهسازی آسان تر و ارزان تر از Stack FC است.

با پیدایش تکنولوژی SOFC آنجا با سیستم IC منظم ، به علت هزینه بالای Stack FC سازگار نیست . مطالعات نشان داده است که که در تابستان زمانی که گرمایی تقریباً وجود ندارد و mCPH تقریبا فقط برای تهیه الکتریسته کار می کند. میزان SOFCmCHP می تواند به اندازه ی بهره محیطی تولید شود البته اگر رشته الکتریکی ای که از زغال سنگ تولید می شود جایگزینش شود.

فهرست مطالب

فصل اول

1-1-میکروی ترکیب شده با سیستم های نیرو و گرما 8

1-2- تجدید فناوری 9

1-3-سلول سوختی 9

1-4- سوخت گیری یک mCHP 12

1-4-1- زغال سنگ و گازهای زغال سنگی 12

1-4-2- نفت خام 13

1-4-3- گاز طبیعی در دانمارک 13

1-5- اندازه گیری mCHPs 14

1-6-خلاصه 21

فصل دوم

2-1-بیان مسئله(مشکل) 22

2-2- تحدید مساله 22

فصل سوم

3-1-روش شناسی(اسلوب شناسی) 23

فصل چهارم

4-1-سلول های سوختی جامد 24

4 -2 –اصول کار 24

4-3-فواید26

4-4-مضرات 26

4-5- SOFC از سلول سوختی (TOPSOE) توسپو 26

4 -6 – ترمودینامیک 27

4-6- 1- سلول سوختی برگشت پذیر 27

4-6-2- اتلافات ولتاژ به علت تاثیرات مخلوط 32

4-7- خلاصه 36

فصل پنجم

5-1- SOFCبر اساس MCHP 37

5-2- بازنگری سیستم 37

5 -3–پردازشگرسوختی 39

5-3-1-گوگردزدایی 39

5-3 -2-پیش بهسازی 40

5-3-3-فواید 43

5-3-4-مضرات 43

5-4-کاتالیز جزیی بهسازی اکسید شدن 44

5-4-1-فواید 45

5-4-2-مضررات 45

5-5-بهسازی خودکار حرارتی 45

5-5-1-فواید 46

5-5-2-مضرات 46

5-6- بهسازی داخلی 46

5-7-بهسازی مستقیم 47

.5-8-بهسازی غیر مستقیم 47

5-9-بهسازی خشک 48

5-10-دفع کربن 48

5-11- بازیافت 49

5-12- ذخیره گرما 50

5 -13- پیکربندی سیستم 50

5-13-1- مورد(نمونه)1 51

5-13-2- مورد دوم 52

5-14- خلاصه 53

فصل ششم

6-1-نمونه سازی سیستم 54

6-2- فرضیات 54

6-3- فعل و انفعالات زیر سیستم 55

6-4- پارامترهای سیستم 56

فصل هفتم

7-1-زیر سیستم ها 58

7-2- بهساز 58

7-2-1- واکنش ها 58

7-2-2- بهسازی بخار 60

7-3-حفظ انرژی 62

7-4-حفظ انرژی 65

7-5-اعتبار نمونه 65

7-5-1- ورودی و خروجی 65

7-6- نمونه سلول سوختی 66

7-6-1-بهسازی داخلی 66

7-6-2- سلول سوختی 67

7-7- تمرکز بر ولتاژ زیاد 69

7-8-ولتاژ زیاد اهمی 70

7-9-داده های مناسب 71

7-10-نتایج(پیامد) 72

7-10-1- حفظ انرژی 73

7-10-2- ورودی و خروجی 74

7-11- جوشگر 74

7-11-1- واکنش ها 74

7-11-2- حفظ انرژی 75

7-11-3- ورودی و خروجی 75

7-12- ماشین آلات توربینی 75

7-12-1- کمپرسور 75

7-12-2- پمپاژ 76

منابع 78