Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ali Hüsnü Bademlioğlu
Danışman: ÖMER KAYNAKLI
Özet:Bu çalışmada, sıvı hidrojen üretimi için geliştirilen jeotermal enerji kaynaklı ve alt modül olarak sırasıyla ORC sistemi, yüksek sıcaklıklı elektroliz, absorbsiyonlu soğutma ve hidrojen sıvılaştırma çevrimlerinden oluşan kapsamlı, çok fonksiyonlu bir sistem modellenmiş, modellenen sistemin termodinamik optimizasyonu ve eksergoekonomik analizleri gerçekleştirilmiştir. Sıvı hidrojen üretimi için modellenen sistemin termodinamik performansı ORC sistemlerinde kullanılan farklı soğutucu akışkanlar (R123, R245fa, R601, n-Hexane) için farklı buharlaştırıcı sıcaklıklarında (100⁰C-150⁰C) incelenmiştir. Ayrıca çalışma kapsamında farklı sıvılaştırma çevrimleri ve absorbsiyonlu soğutma sisteminde kullanılan eriyik çiftleri dikkate alınarak hidrojen üretim sistemi için altı farklı model oluşturulmuştur. Modellerin enerji ve ekserji analizleri gerçekleştirilmiş, sıvı hidrojen üretim performansları karşılaştırılmış ve sistem için optimum çalışma parametreleri belirlenmiştir. Optimum çalışma şartları için eksergoekonomik analizler gerçekleştirilmiş ve sistemi oluşturan komponentlerin eksergoekonomik performansları değerlendirilmiştir. Oluşturulan tüm modeller birlikte ele alındığında, ön soğutmalı Claude sıvılaştırma sisteminin kullanıldığı ve absorbsiyonlu soğutma çevriminde NH3-H2O eriyik çiftinin tercih edildiği Model 2’nin termodinamik performansının diğer modellere kıyasla daha yüksek olduğu ve hidrojen üretim miktarı açısından ise daha kullanılabilir olduğu belirlenmiştir. Sabit çalışma şartlarında, soğutucu akışkan ve buharlaştırıcı sıcaklığına bağlı olarak Model 2’de üretilen hidrojen miktarı maksimum 0,18049 kg/s olarak hesaplanmış, enerji ve ekserji verimi ise sırasıyla maksimum %11,56 ve %35,09 olarak belirlenmiştir. 150⁰C buharlaştırıcı sıcaklığı ve n-Hexane için Model 2’nin eksergoekonomik analizleri gerçekleştirilmiş ve elektroliz ünitesi 441,206 USD/h ile en yüksek yatırım maliyetine sahip komponent olmuştur. Ayrıca sistemde, ekserji yıkım maliyeti en yüksek olan komponentin 61,206 USD/h maliyet ile Claude sıvılaştırma sistemindeki (2) numaralı eşanjör olduğu belirlenmiştir. Sıvılaştırılan hidrojenin birim ekserji maliyeti 11,277 USD/GJ olarak hesaplanmıştır.