1. Možnosti za toplotno integracijo in izkoriščanje odpadne toplote pri procesih mešanja : magistrsko deloAna Jurgec, 2022, master's thesis Abstract: Magistrsko delo prikazuje analizo procesa mešanja v podjetju, ki se ukvarja s proizvodnjo pralnih sredstev in drugih kemičnih proizvodov za čiščenje. Tehnološki proces je sestavljen iz več korakov, vse od skladiščenja in kontrole prispelih surovin do pakiranja in kontrole končnih izdelkov ter njihove odpreme. Osrednji proces poteka v mešalnih posodah, kjer se preko kače v plašču vsebina v mešalcu greje oz. hladi. Pri mešanju lahko pride bodisi do sproščanja toplote in je potrebno hlajenje ali pa je za pripravo surovin potrebno dodatno gretje. V proizvodnem procesu podjetja skupno poteka proizvodnja po približno 220 recepturah, ki se izvajajo po določenem urniku.
Glavni cilj magistrske naloge je bil za določeno obdobje oceniti, koliko energije je potrebno za gretje oz. hlajenje pri procesu mešanja. Iz ocene porabe energije za določeno obdobje se je izkazalo, da so potrebe po hlajenju veliko večje kot po gretju. Glede na specifiko obravnavanega šaržnega procesa se je vpeljava toplotne integracije procesa izkazala za manj možno. V nadaljevanju smo se zato osredotočili na iskanje možnosti za izkoriščanje odpadne toplote, ki jo odvede hladivo ter raziskali priložnosti za izboljšanje učinkovitosti hlajenja in posledično tudi zmanjšanja stroškov.
Na podlagi pridobljenih podatkov, ocen energetskih bilanc ter z uporabo literature smo predlagali nekaj potencialnih rešitev in smernic za izboljšave procesa oz. nadaljnje korake optimizacije proizvodnje. Možnosti uvedbe novosti smo tudi preučili in ovrednotili njihovo uporabnost za proces. Pridobljeni podatki so za podjetje zelo koristni, saj so med analizo pridobili natančnejše podatke, ki dodatno koristijo pri poznavanju in razumevanju procesa.
Keywords: šaržni procesi, toplotna integracija, izkoriščanje odpadne toplote, hlajenje, gretje
Published in DKUM: 27.06.2022; Views: 820; Downloads: 71
 Full text (2,09 MB) |
2. Simulacija in optimiranje organskega Rankinovega cikla za izkoriščanje odpadne toplote pri proizvodnji aluminija : magistrsko deloMonika Dokl, 2021, master's thesis Abstract: Proizvodnja aluminija spada med energetsko najintenzivnejše proizvodne procese, saj se med postopkom elektrolize porabi velika količina električne energije. Približno polovica energije, ki se porabi med proizvodnjo, se izgubi kot odpadna toplota. Takšna nizkotemperaturna toplota je primerna za pridobivanje energije, kot je proizvodnja električne energije z organskim Rankinovim ciklom (ORC).
V magistrskem delu smo se osredotočili na maksimiranje proizvodnje električne energije in maksimiranje neto sedanje vrednosti (NSV) celotnega sistema. V procesu smo uporabili tri delovne tekočine R245fa, R1234yf in R1234ze ter analizirali ekonomsko uspešnost projekta. Proces smo simulirali s simulatorjem Aspen Plus in optimirali z optimizacijskim programom GAMS. Pri simulaciji smo za organske delovne tekočine in vodo upoštevali termodinamsko metodo REFPROP, medtem ko smo za dimne pline zaradi vsebnosti HF uporabili metodo NRTL. Podatke o odpadnem viru toplote pri proizvodnji aluminija smo dobili iz aluminijeve industrije in podatke o termofizikalnih lastnostih fluidov v bazi podatkov programa Aspen Plus. Z optimiranjem smo določili optimalne delovne parametre, kot so masni in energijski pretoki, tlaki in temperature v procesu ter ocenili ekonomsko uspešnost projekta. V osnovnem modelu smo preučevali vpliv minimalne temperaturne razlike v toplotnih prenosnikih, temperature in pretoka dimnih plinov na maksimalno proizvodnjo električne energije v turbini ter vpliv cene toplote na maksimalno neto sedanjo vrednost.
Z optimiranjem smo poiskali optimalno ravnovesje med termodinamskimi in ekonomskimi parametri sistema. Proces z delovno tekočino R245fa lahko s turbino proizvede do 803,35 kW električne energije. Okolju prijaznejši delovni tekočini R1234yf in R1234ze dajeta nižjo proizvodnjo električne energije in manj dobičkonosen sistem. Proces je ekonomsko uspešen le, če poleg proizvodnje električne energije uporabimo toplotno energijo, kjer cena toplote znaša vsaj 0,008 EUR/kWh.
Keywords: proizvodnja aluminija, izkoriščanje odpadne toplote, organski Rankinov cikel, proizvodnja električne energije, optimiranje, neto sedanja vrednost
Published in DKUM: 18.05.2021; Views: 1203; Downloads: 115
Full text (2,61 MB) |
3. Izkoriščanje odvečnih nizkotemperaturnih toplotnih tokov za proizvodnjo energije : magistrsko deloEva Gider, 2020, master's thesis Abstract: Magistrsko delo prikazuje izrabo odvečnih toplotnih tokov za proizvodnjo energije. V teoretičnem delu magistrskega dela smo pregledali literaturo s področja obnovljive rabe energije, osredotočili smo se na odvečno toploto v sežigalnicah odpadkov. Dimni plini, ki nastajajo v sežigalnicah nosijo velik potencial za izkoriščanje toplote. Predstavljena je zasnova celotne sežigalnice, ter princip delovanja. Sežigalnice odpakov so zgrajene iz večih delov, osrednji del predstavlja HRSG enota. HRSG kotel je zgrajen iz večih delov, zato je predstavljal velik izziv za simulacijo.
Eksperimentalni del magistrske naloge smo izvedli v simulatorju Aspen Plus. Izvedli smo 3 simulacije. Najprej smo simulirali sežigalnico z dvema turbinama, kjer smo proizvajali visokotlačno in nizkotlačno paro. Primerjali smo, kako vpliva pretok pare v turbino na njeno moč. Ugotovili smo, da večji pretok pare v turbino daje večjo moč turbine. Prav tako smo spreminjali vhodni tlak, ter ugotovili da para pri višjem tlaku daje večje moči turbine. Para v turbino je bila vedno pregreta, saj smo se tako izognili kondenzaciji na turbini. V sežigalnici z dvema turbinama smo imeli navadne turbine, ki kondenzacije ne omogočajo. Ker pa se v zadnjem času na tržišču pojavljajo inovativne kondenzacijske turbine, smo to možnost preizkusili v simulaciji sežigalnice z eno turbino. Ugotovili smo, da daje kondenzacijska turbina veliko višje izkoristke, ter da so vstopni tlaki v turbino lahko zelo visoki. Nazadnje smo simulirali še toplotno črpalko, v katero smo uvajali nizkotemperaturne toplotne tokove. Ugotovili smo, da je lahko delovanje sežigalnice z vsemi omenjenimi enotami energetsko visoko učinkovito.
Keywords: sežigalnice dimnih plinov, HRSG, proizvodnja energije, izkoriščanje odpadne toplote, toplotna črpalka, nizkotemperaturni toplotni tokovi
Published in DKUM: 09.06.2020; Views: 1434; Downloads: 190
Full text (2,46 MB) |
4. |
