Regisztráció és bejelentkezés

Aminos CO2 elnyelető rendszer optimalizálása genetikus algoritmussal

Aminos CO2 elnyelető rendszer optimalizálása genetikus algoritmussal

Nagy Dávid, vegyészmérnök BSc hallgató

Témavezető: Dr. Láng Péter, egyetemi tanár, BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

Hégely László, doktoráns, BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

Az üvegházhatású gázok közül a CO2 koncentráció növekedése a legjelentősebb. Az erőművek CO2 kibocsátásának csökkentésére számos módszer létezik (vizes mosás, reaktív mosás, membrán szeparáció). A CO2 leválasztása és tárolása (CCS, Carbon Capture and Storage) az egyik legaktuálisabb és legfontosabb kutatási téma napjainkban.

Az abszorpció (gázok szelektív elnyeletése folyadékban) régóta jól ismert és elterjedt művelet, jól tervezhető és modellezhető. A leggyakrabban vizsgált megoldás MEA (monoetanol-amin) víz eleggyel történő mosás. Nagy hatékonyságú, viszont az elnyelt szén-dioxid kihajtása (sztrippelése) az abszorbens folyadékból nagyon energiaigényes folyamat. Ennek köszönhető, hogy az egyszerű abszorber-sztripper rendszer sokféleképpen próbálták módosítani az energia igény csökkentése érdekében (Cousins et al., 2011).

Munkám célja két aminos mosást alkalmazó abszorber-sztripper konstrukció vizsgálata és optimalizálása.

A ChemCAD Amine egyensúlyszámító modelljét termodinamikai mérések alapján validáltam. Felépítettem egy abszorber sztripper rendszer modelljét a ChemCAD professzionális folyamatszimulátor alkalmazásával egy földgáztüzelésű erőmű füstgáz kibocsátási adatait véve alapul.

Két folyamatmódosítási lehetőséget vizsgáltam. Az áramok megosztását, ahol a félig telítet és félig sztrippelt oldószert visszavezetik a másik oszlopba, ezzel kiegyenlítve az oszlopok hőmérséklet profilját. A gazdag szolvens megosztását, ahol az abszorberből kivezetett szolvenst a sztripperbe két ponton vezetik be, ezzel elősegítve a keletkezett gőz jobb kihasználását. Ezeket optimalizáltam genetikus algoritmus segítségével. A számítási eredményeknek alapján átalakítottam a ChemCAD modelleket, majd elvégeztem ismét az optimalizálást.

Felhasznált irodalom:

Cousins et al., „Preliminary analysis of process flow sheet modifications for energy efficient CO2 capture flue gases using chemical absorption”, Chemical Engineering Research and Design 89, 1237-1251, (2011).

Borgulya István, „Optimalizálás evolúciós algoritmusokkal”, Typotex, Budapest, (2012).

szerző

  • Nagy Dávid
    vegyészmérnöki
    nappali

konzulensek

  • Dr. Láng Péter
    Egyetemi tanár, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék
  • Dr. Hégely László
    adjunktus, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék