Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag

Efter disse omkostningsbalancer er udført udregnes exergivirkningsgrader for
samtlige komponenter således at sammenligning er mulig.
Exergivirkningsgraden er i udgangspunktet defineret ved:
Ligning 7.7: Standardexergivirkningsgraden for en komponent
η
ex
=
∑
∑
, hvor Ėex, p er exergistrømmene for produkterne og Ėex, i er exergistrømmene af inputtene.
Denne parameter er dermed afhængig af hvilke strømme, der defineres som produkter.
For fx varmevekslere kan denne definition være meget svær at foretage, hvis der både
ønskes en opvarmning af den ene strøm og en afkøling af den anden 26 .
I denne fremstilling er problemstillingen løst ved at definere den afkølede massestrøm
som neutral 27 og den opvarmede som produkt. Det er gjort, fordi det er den kemiske
exergi, som i dette tilfælde er interessant i den afkølede massestrøm. Den fysiske
exergi i den afkølede massestrøm har i dette anlæg ikke nogen direkte værdi.
Exergivirkningsgraden for varmevekslerne er dermed lig exergivirkningsgraden for
varmevekslere, som benyttes til opvarmning [Krane] 28 :
Ligning 7.8: Exergivirkningsgraden for en varmeveksler benyttet til opvarmning
E&
ex,
c,
o − E&
ex,
c,
i
η ex,
heatex,
op var mning =
E&
− E&
ex,
h,
i
ex,
h,
o
hvor Ėex benævner exergistrømmen, indeks c og h står for henholdsvis den kolde og den varme strøm,
og indeks i og o står for henholdsvis ind og ud. I det tilfælde hvor der sker en udkondensation af vand
og evt. metanol er Ėex, h, o inkl. den udkondenserede væskestrøm.
For kompressorer er exergivirkningsgraden defineret som:
Ligning 7.9: Exergivirkningsgraden for en kompressor
E&
ex,
o − E&
ex,
i
η ex,
komp =
,
P
komp
hvor Pkomp er den mekaniske effekt, der tilføres kompressoren.
For elektrolyseanlæg, forgasser, dampreformer og metanolreaktor er
exergivirkningsgraden defineret, som den er i udgangspunktet:
Ligning 7.10: Standardexergivirkningsgraden for en komponent
∑ E&
ex,
p
ηex
= ,
E&
∑
E &
E &
ex , p
ex , i
ex,
i
hvor Ėex, p betegner produkternes exergistrømme og Ėex, i er exergistrømmene for samtlige inputs til
komponenten.
Definitionen af produkterne fra en række komponenter findes i Tabel 7.11.
26 Damptørreren opfattes i denne sammenhæng også som en varmeveksler.
27 I tilfælde af udkondensation, opdeles omkostningsstrømmen mellem gasstrømmen og
væskestrømmen således at omkostningen per exergi er den samme.
28 side EX-83
30