استفاده از اتلاف حرارتي توربين گازهاي نصب شده در تاسيسات دريايي براي توليد هيدروژن و گرما توسط الكترولايزر آلكالين

Waste heat recovery from offshore gas turbines to produce hydrogen and heat via Alkaline Electrolyzers

در سال­هاي اخير، هيدروژن نه تنها به عنوان يك سوخت سبز بلكه به عنوان يك حامل انرژي براي ذخيره­ي انرژي مازاد بر مصرف توجه محققان را به خود جلب كرده است. اين درحاليست كه استفاده از هيدروژن به عنوان زنجيره­ي تكميل كننده در توليد سوخت­هاي جايگزين مانند متانول سبز و آمونياك سبز اهميت پرداختن به توليد آن را دوچندان كرده است. در اين مطالعه، از تلفات حرارتي توربين گازهاي نصب شده در تاسيسات دريايي براي توليد هيدروژن و گرما بوسيله­ي الكترولايزر آلكالين استفاده شده است. اغلب توربين گازهاي نصب شده در تاسيسات دريايي براي تامين برق مصرفي تاسيسات استفاده مي­شوند و به ندرت از تلفات حرارتي آن­ها استفاده مي­شود. در اين مقاله، از گرماي موجود در گازهاي خروجي از توربين گاز براي راه­اندازي واحد توليد توان در دو مرحله (واحد توربين بخار و واحد چرخه­ي رانكين آلي) استفاده شده و نهايتا توان توليدي صرف راه­اندازي الكترولايزر نصب شده و توليد هيدروژن گرديد. نتايج تحقيق حاضر نشان داد در شرايط پايه به ازاي دماي گازهاي خروجي توربين گاز 450، 525 و 600 درجه سلسيوس، نرخ هيدروژن توليدي به ترتيب 1308، 1769 و 2191 تن بر سال و آهنگ گرماي توليدي به ترتيب 3/2، 4/3 و 5/4 مگاوات مي­باشد.

In the last years, hydrogen production not only as a green fuel but also as an energy career has gained much attention. This is while, hydrogen can be considered as one of the main chains of alternative fuel production like green methanol and green ammonia. In this study, the waste heat of the offshore installed gas turbines is utilized to produce hydrogen and heat via employing Alkaline electrolyzers. In most cases, gas turbines are installed to cover the electricity consumption of the offshore facilities and waste heat recovery from these turbines is not a matter of concern. In this paper, the energy content of the exhaust gasses of the gas turbines is utilized to run steam and organic Rankine cycle and then generated surplus power is fed to electrolyzers to produce hydrogen. Results revealed that under the base condition exhaust temperatures of 450, 525 and 600 °C lead to hydrogen production of 1308, 1769 and 2191 ton per year, and heat generation of 3.2, 4.3 and 5.4 MW respectively.