PEM yakıt pili için buhar reformasyonuyla hidrojen üreten sistemin modellenmesi ve enerji geri kazanımı
Modelling of the hydrogen production system by steam reforming for PEM fuel cell and energy recovery
- Tez No: 179235
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALP ER KONUKMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Hidrojen üretimi, Modelleme, Proton değişimi, Hydrogen production, Modelling, Proton exchange
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hidrojenin günümüzde kullanılabilir hale gelmesi için hidrojen üretim maliyetinin düşürülmesi gerekmektedir. Bu çalışmada PEM yakıt pili için buhar reformasyonuyla hidrojen üreten bir sistem CHEMCAD kullanılarak modellenmektedir. Isı değiştirici sayısı ve utilite yükü en az olan entegrasyonlu sistem dizaynı için Darboğaz Teknolojisi kullanılmaktadır. Böylece ısı değiştirici ağı, yeni ısı değiştiriciler ve ısı motoru entegrasyonuyla iyileştirilmektedir. Bu değişiklikler için ek yatırım maliyeti gerekmesine rağmen yıllık utilite maliyeti azalmaktadır. Böylece hidrojen üretim maliyeti azalmaktadır. Üzerinde çalışılan entegrasyonlu sistem için yatırımın geri dönme süresi yaklaşık olarak iki yıl olmaktadır.Entegrasyonlu yeni sistem üzerinde buhar/karbon oranı, reformer sıcaklığı, çalışma basıncı ve değişik besleme gazlarının kullanılması parametrelerinin etkileri araştırılmıştır. Entegrasyonlu sistemin çalışma esnekliği bu parametreler için azalmıştır. Ayrıca belirtilen parametreler için enerji ve maliyet analizleri yapılmıştır. Entegrasyonlu ve entegrasyonsuz sistemlerin yıllık toplam maliyetleri buhar/karbon oranı, reformer sıcaklığı, çalışma basıncı parametrelerine bağlı olarak karşılaştırılmaktadır. Tüm parametreler için entegrasyonlu sistemin yıllık toplam maliyetinin, entegrasyonsuz sistemin yıllık toplam maliyetinden daha az olduğu tespit edilmiştir. Çalışılan aralıkta buhar/karbon oranı ve reformer sıcaklığı artışına bağlı olarak toplam yıllık maliyetin azaldığı, çalışma basıncının artmasına bağlı olarak ise arttığı görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Nowadays, hydrogen production cost should be reduced in order for hydrogen to be utilizable widely. In this study, a hydrogen production system by steam reforming for PEM Fuel Cell is modeled using CHEMCAD. The Pinch Technology is used for integrated system design to achieve an optimum design by minimizing the number of heat exchangers and utility load. Thereby heat exchanger network is retrofitted with new heat exchangers and heat engine integration. Although these modifications require additional investment cost, the annual utility cost is reduced. Thus hydrogen production cost is reduced. The pay-back time period for this integrated system is approximately two years. The effects of steam/carbon ratio, reformer temperature, operating pressure, and usage of various feed gases on the new integrated system are investigated. The operating flexibility of integrated system is decreased. In addition, energy and cost analysis are performed in the parameters stated before. Annual total costs of integrated and non-integrated systems are compared in terms of steam/carbon ratio, reformer temperature and operating pressure. Annual total cost of integrated system, taking all parameters into consideration, are determined to be less than that of non-integrated system. Annual total cost at the studied ranges of parameters decreases depending on the increase in steam/carbon ratio and reformer temperature, and also increases in terms of the increase in the operating pressure.
Benzer Tezler
- Hidrojen yakıtlı proton dönüşüm zarlı yakıt pili ve modellenmesi
Hydrogen fueled proton exchange membrane fuel cell and modeling
ERDAL ORAL
- Platinum and Platinum-Ruthenium based catalysts on various carbon supports prepared by different methods for PEM fuel cell applications
PEM yakıt pili uygulamaları için çeşitli karbon destekler üzerine Platin ve Platin-Rutenyum bazlı katalizörlerin farklı yöntemlerle hazırlanması
AYŞE BAYRAKÇEKEN
Doktora
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. LEMİ TÜRKER
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Polimer elektrolit membranlı yakıt pilleri için anot üretimi
Anode production for polymer electrolyte membrane fuel cells
BUKET YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İ. YILMAZ TAPTIK
- Gelecekte taşıtlatda yaygın olarak kullanılması düşünülen PEM yakıt pilleri için membran geliştirilmesi ve denenmesi
Membrane development and testing for PEM fuel cells which are thought to be used widely in vehicles in the feature
SUAT SARIDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. KEMAL ERŞAN
- Gelecekte taşıtlarda yaygın olarak kullanılması düşünülen PEM yakıt pillerinin paker haline getirilmesi ve denenmesi
Stacking and testing of PEM fuel cells which are thought to be used widely in vehicles in the future
SAMİ TÜKEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. KEMAL ERŞAN