Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag
Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag
Gaskomponent Naturgas (NG) 11 [mol-%] Biogas 12 N2 0,311 CO2 0,561 35 mol-% CH4 91,115 65 mol-% C2H6 5,032 C3H8 1,839 C4H10 0,473 C4H10 0,353 C5H12 0,230 C6H14 0,055 C7H16 0,003 C8H18 0,0003 C5H10 0,011 C6H12 0,002 C7H14 0,004 C6H6 0,002 C6H12 0,009 H2S 500 ppm Tabel 7.4. Gassammensætning for kulbrinter benyttet i dampreformeren. Naturgas (NG) 11 Biogas 12 LHV [MJ/kg] 48,5 20,2 Tabel 7.5. Nedre brændværdi for kulbrinter benyttet i dampreformeren. Komponent Biomasse (træ) [masse-%] H 3,05 O 18,86 C 25,03 S 0,005 N 0,3 Ar 0,205 Aske 2,55 Vand 50 Tabel 7.6. Sammensætningen af biomassen benyttet i simuleringerne. LHV = 9,64 MJ/kg, cp = 1,35 kJ/kg [Møller, 2006]. 11 Er indbygget i simuleringsværktøjet DNA. 12 Gassammensætning efter gasrensning. Fra [Teknologikataloget, 2005]. 22
7.2 Anlægskonfigurationer Den opbyggede model af et metanolanlæg benyttes til modellering af en række forskellige anlægskonfigurationer. Forskellene mellem anlægskonfigurationerne er på syngasproduktionsmetoden. De anlægskonfigurationer der undersøges, består af følgende processer/kilder til syngasproduktion: 1. Elektrolyse, forgasning af biomasse og naturgasreformering 2. Elektrolyse og forgasning af biomasse 3. Elektrolyse og forgasning af biomasse (med CO2-fjernelse) 4. Elektrolyse, naturgasreformering og CO2-tilførsel 5. Elektrolyse og biogasreformering 6. Elektrolyse og CO2-tilførsel 1. Elektrolyse, forgasning af biomasse og naturgasreformering Denne anlægskonfiguration er standardkonfigurationen. Dette anlæg kan producere en velegnet syngas til metanolproduktion samtidig med, at den producerede ilt fra elektrolyseanlægget, som ikke benyttes til forgasning anvendes til naturgasreformering. Anlægget producerer som udgangspunkt ikke 100 % VE-metanol, men hvis elektriciteten fremstilles ud fra vedvarende energi og naturgassen erstattes af metan fra fx biogas kan dette lade sig gøre. 2. Elektrolyse og forgasning af biomasse Dette anlæg kan være fordelagtigt hvis 100 % VE-metanol ønskes produceret og hvis den overskydende ilt fra elektrolyseanlægget kan benyttes uden for anlægget. 3. Elektrolyse og forgasning af biomasse (med CO2-fjernelse) Hvis anlægskonfiguration nr. 2 udbygges med CO2-fjernelse fra forgasningsgassen kan elektrolyseanlæggets størrelse reduceres, således at der ikke forekommer noget iltoverskud. CO2’en kan enten lagres eller sendes ud til omgivelserne, da CO2’en stammer fra biomasse. Hvis den lagres, kan den evt. benyttes til metanolproduktion sammen med brint fra elektrolyse på et tidspunkt, hvor elektriciteten er billig. 4. Elektrolyse, naturgasreformering og CO2-tilførsel For at kunne sammenligne ovenstående anlægskonfigurationer med et anlæg baseret på naturgasreformering, som er den mest udbredte metode til syngasproduktion, er dette anlæg medtaget. 5. Elektrolyse og biogasreformering I stedet for forgasning kan biogasreformering benyttes, hvis 100 % VE-metanol ønskes produceret. 6. Elektrolyse og CO2-tilførsel Denne anlægskonfiguration kunne være interessant hvis 100 % VE-metanol ønskes produceret uden benyttelse af biomasse. Et sådant anlæg vil kunne aftage betydelige 23
- Page 1 and 2: Design og modellering af metanolanl
- Page 3 and 4: 2 Resumé I forbindelse med DONG En
- Page 5 and 6: 4 Indholdsfortegnelse 1 Abstract...
- Page 7 and 8: 5 Indledning Baggrunden for dette p
- Page 9 and 10: 7 Design og statisk modellering af
- Page 11 and 12: Brint er specielt fordelagtig til m
- Page 13 and 14: Ligning 7.1: Den specifikke varmeka
- Page 15 and 16: DNA-navn: DRYER_04 Forgasser Forgas
- Page 17 and 18: T Fordampning Pinch points Figur 7.
- Page 19 and 20: Massestrøm af Metanol/vand-blandin
- Page 21: Parameter Værdi Komponenter Evt. k
- Page 25 and 26: 7.3 Økonomi For at kunne vurdere o
- Page 27 and 28: Input-priser Kilde Elektricitet 18
- Page 29 and 30: 7.4 Termoøkonomisk analyse Der er
- Page 31 and 32: Komponent Produkt(er) Spild Elektro
- Page 33 and 34: Tabet i fysisk exergi forekommer ho
- Page 35 and 36: Anlæg 1 Total: 320 MWex (292 MW) 7
- Page 37 and 38: antagelse, da naturgasnettet er try
- Page 39 and 40: 246 562 112 Anlæg 1 Total: 1222 mi
- Page 41 and 42: Brændsel Pris Kilde [kr/L] [kr/GJe
- Page 43 and 44: Metanolomkostning [kr/GJex] 500 450
- Page 45 and 46: 7.5.2 Parametervariation Nedenfor e
- Page 47 and 48: Udkondenseret metanol [%] 100 95 90
- Page 49 and 50: Metanolrenhed efter destillation [m
- Page 51 and 52: vandkoncentrationen i syngassen fal
- Page 53 and 54: Metanolexergivirkningsgrad [%] 73 7
- Page 55 and 56: Metanolrenhed efter destillation [m
- Page 57 and 58: Dette betyder at den metanolholdige
- Page 59 and 60: Atmosfærisk forgasning (1 bar) Try
- Page 61 and 62: 7.6 Diskussion I parametervariation
- Page 63 and 64: 7.6.2 Alternative anlægsdesign Ned
- Page 65 and 66: 8 Benyttelse af underjordiske gasla
- Page 67 and 68: 8.2 Scenarier Der er undersøgt 2 s
- Page 69 and 70: Ligning 8.5: Reference-el-omkostnin
- Page 71 and 72: Ligning 8.13: Tidskonstant for lage
Gaskomponent Naturgas (NG) 11<br />
[mol-%]<br />
Bi<strong>og</strong>as 12<br />
N2 0,311<br />
CO2 0,561 35 mol-%<br />
CH4 91,115 65 mol-%<br />
C2H6 5,032<br />
C3H8 1,839<br />
C4H10 0,473<br />
C4H10 0,353<br />
C5H12 0,230<br />
C6H14 0,055<br />
C7H16 0,003<br />
C8H18 0,0003<br />
C5H10 0,011<br />
C6H12 0,002<br />
C7H14 0,004<br />
C6H6 0,002<br />
C6H12 0,009<br />
H2S 500 ppm<br />
Tabel 7.4. Gassammensætning for kulbrinter benyttet i dampreformeren.<br />
Naturgas (NG) 11<br />
Bi<strong>og</strong>as 12<br />
LHV [MJ/kg] 48,5 20,2<br />
Tabel 7.5. Nedre brændværdi for kulbrinter benyttet i dampreformeren.<br />
Komponent Biomasse (træ)<br />
[masse-%]<br />
H 3,05<br />
O 18,86<br />
C 25,03<br />
S 0,005<br />
N 0,3<br />
Ar 0,205<br />
Aske 2,55<br />
Vand 50<br />
Tabel 7.6. Sammensætningen <strong>af</strong> biomassen benyttet i simuleringerne. LHV = 9,64 MJ/kg, cp = 1,35<br />
kJ/kg [Møller, 2006].<br />
11 Er indbygget i simuleringsværktøjet DNA.<br />
12 Gassammensætning efter gasrensning. Fra [Teknol<strong>og</strong>ikatal<strong>og</strong>et, 2005].<br />
22
Change language