مهندسی گرمایی کاربردی پتانسیل بهبود راندمان انرژی واحد تفکیک هوایی فریزر (ASU)با استفاده از چرخه‌های بازیابی گرما دوتایی

در این مقاله، با استفاده از مدل سازی و شبیه سازی با استفاده از Aspen Plus® v 8.1، پتانسیل بهبود بهره وری انرژی یک واحد جداسازی هوای فریزر معمولی (ASU) مورد بررسی قرار گرفت. از طریق تبدیل گرما از پساب کمپرسور به الکتریسیته با استفاده از چرخه رتبه بندی آلی (ORC) به دست می آید. دو روش مختلف ترکیب ترکیب سیستم کمپرسور و بازیافت حرارت ORC با ASU فریزر معمولی مورد استفاده قرار گرفت که به عنوان معیار مورد استفاده قرار گرفت. این معیار یک ASU فرسوده با ۳ مرحله فشرده سازی است که از آب برای تعلیق استفاده می کند. در اولین ترتیب، آب مورد استفاده به عنوان مایع خنک کننده مبدل حرارتی بین کولر / پس از یک فرآیند ASU فرسوده معمولی توسط R134a جایگزین شده است که همچنین به عنوان مایع کار برای سیستم ORC (C3WHR) عمل می کند، در حالی که در حالت دوم، ۳ مرحله کمپرسور فرآیند متعارف با یک کمپرسور تک مرحله با همان نسبت فشار کلی به عنوان فرآیند متعارف و خروجی کمپرسور داغ با R134a خنک شده است که همچنین به عنوان مایع کار سیستم ORC (C1WHR) جایگزین شده است.
نتایج شبیه‌سازی مبتنی بر واحد فریزر قادر به پردازش ۱۰۰ کیلوگر

In this paper, the potential of improving the energy efficiency of a conventional cryogenic air separation unit (ASU) was investigated through modelling and simulation using Aspen Plus® v 8.1. It is achieved through converting the heat from the compressor effluent to electricity using organic Ranking cycle (ORC). Two different arrangements of combining compressor and waste heat recovery ORC system were compared with the conventional cryogenic ASU which was used as the benchmark. The benchmark is a conventional cryogenic ASU with 3 stages of compression which uses water for intercooling. In the first arrangement the water used as the cooling fluid of the intercooler/after cooler heat exchanger of a conventional cryogenic ASU process was replaced by R134a which also acts as the working fluid for the ORC system (C3WHR) while in the second arrangement, the 3 stages compressor of the conventional process was replaced with a single stage compressor with the same overall pressure ratio as the