6.4 Анализ энергетической эффективности процесса очистки биогаза в сорбционной установке
Эксергетический КПД очистки:
-
начальный расход биогаза
-
минимальная работа разделения смеси,
посчитанная в разделе 1.
-
удельная эксергия, вносимая 1 кг греющего
пара
=
,
где
- удельная теплота парообразования воды
при температуре насыщенияTгрпри давленииPгр
- Работа, потребляемая
насосом.
- эксергия, вносимая
оборотной водой. Учитывая затраты в
водооборотном цикле
= 1 кДж/кг
- расход метановой
фракции
- термическая
эксергия метановой фракции на выходе
из абсорбера.
,
где
- коэффициент фугитивности метановой
фракции на выходе из абсорбера (см.
раздел 3).
=
0,099
Общие потери эксергии
о
Внешние потери эксергии
Внутренние потери эксергии от неравновесности
7. Анализ энергетического совершенства установки в целом.
7.1. Обобщение полученных данных
1. Минимальные затраты.
Минимальная работа разделения смеси составляет 34,45 кВт Минимальная работа компрессирования газа составляет 37 кВт
2. Фактические затраты.
Фактические затраты на компрессирование газа 74,24 кВт
Фактические затраты на сорбционную очистку газа 340,45 кВт
3. Эксергетические КПД
Эксергетический КПД компрессора 0,7634
Эксергетический КПД сорбционной очистки 0,099
7.2. Анализ КПД
1. КПД Компрессора
Внутренние потери эксергии в компрессоре объясняются неравновесностью процесса. При этом чем больше отношение P2/P1одной ступени, тем больше потери. Таким образом, увеличить степень совершенства компрессора можно увеличивая число ступеней.
2. КПД Сорбционной очистки
Сравним слагаемые в знаменателе этой дроби:
Как
видно, самый большой вклад вносит сюда
.
Это слагаемое зависит от параметра
- расхода греющего пара в кипятильнике.
Отсюда можно сделать вывод, что при использовании греющего пара в качестве источника энергии для десорбции CO2теряется значительное количество эксергии.
1Газгольдер постоянного давления представляет собой два сосуда. Один из сосудов заполнен жидкостью, в которой не растворяется газ. Второй сосуд погружен в первый так, чтобы внутри него образовалось пространство, не сообщённое с внешним пространством. При изменении внутреннего или внешнего давления меняется уровень жидкости в первом сосуде. Таким, образом, регулируя уровень жидкости (внешнее давление) поддерживается постоянное давление внутри второго сосуда и во всей системе до компрессора.