Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag

Anlægs-nr. ηex, metanol
[%]
ηex, total
[%]
ηen, metanol
[%]
ηen, total
[%]
1 72 80 70 99
2 71 78 70 99
3 72 78 73 102 32
4 73 82 66 94
5 74 82 68 95
6 67 77 59 88
Tabel 7.15. Exergi- og energi-virkningsgrader for de 6 forskellige anlægskonfigurationer.
Anlæggene med naturgas/biogas-tilførsel får højere exergivirkningsgrader end
anlæggene med biomassetilførsel på trods af at Tabel 7.16 viser at anlæggene med
naturgas/biogas-tilførsel har et større exergitab i form af ukonverteret syngas.
Størrelsen af exergitabet i form af ukonverteret syngas skyldes i høj grad CO/ CO2forholdet
i syngassen (se Tabel 7.16). Desto mere CO syngassen indeholder i forhold
til CO2 desto lavere bliver dette exergitab. Det skyldes som sagt at CO er mere
reaktionsvilligt end CO2.
Anlæg nr. 3 har det mindste exergitab i form af ukonverteret syngas fordi kulstoffet i
syngassen udelukkende er i form af CO. Ligeledes er CO/ CO2-forholdet også større
for de øvrige anlæg som er baseret på biomasse i forhold til anlæggene der er baseret
på naturgas/biogas.
y
Anlægs-nr.
Ėex, uomsat syngas
[MWex]
Msyngas
[-]
CO
syngas y CO2
[-]
Pkompression
[MWmek]
Q& fjernvarme
[MJ/s]
1 13 1,67 6,5 21 72
2 11 1,72 8,1 23 76
3 8 1,78 ∞ 33 24 74
4 19 1,45 1,1 21 71
5 14 1,60 3,9 18 68
6 18 1,31 0 31 84
Tabel 7.16. Exergiflow af uomsat syngas, M-faktoren for syngassen (se Ligning 7.3), CO/ CO2forholdet
for syngassen, fjernvarmeproduktionen og kompressionsarbejdet for de 6 forskellige
anlægskonfigurationer.
Ud fra Tabel 7.16 ses det at der er stor forskel på det samlede kompressionsarbejde
for de 6 anlæg, selvom alle 6 anlæg opererer ved et metanolreaktortryk på 144 bar.
Grunden til at anlæg nr. 6 har det største samlede kompressionsarbejde er at
syngasvolumenstrømmen er størst for dette anlæg, hvilket skyldes den dårligere
udnyttelse af syngassen samtidig med at kulstoffet i syngassen er i form af CO2 (der
benyttes 3 H2-molekyler til et CO2-molekyle, mens der benyttes 2 H2-molekyler til et
CO-molekyle, jævnfør reaktionsligningerne Ligning 7.4 og Ligning 7.5).
Forklaringen på at kompressionsarbejdet er mindst for anlæg 4 og 5 er at
kompressionen af naturgas og biogas ikke medregnes. For naturgas er det en fornuftig
32
Grunden til at værdien kan være højere end 100 % er at virkningsgraden er baseret på den nedre
brændværdi. Hvis den var baseret på den øvre brændværdi ville den for dette anlæg være 97 %.
33
Det antages at alt CO2 bliver vasket ud fra forgasningsgassen. I realiteten vil ikke alt CO2 blive
udvasket.
36