تحقیق در مورد تاریخچه پیل سوختی

اختصاصی از زد فایل تحقیق در مورد تاریخچه پیل سوختی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 12
فهرست مطالب:

تاریخچه پیل سوختی

کاربردهای پیل سوختی نیروگاهی

روشهای تولید پیل سوختی

جدیدترین راه تولید پیل سوختی

ساخت پیل سوختی با نیروی باکتری

منابع :

تاریخچه پیل سوختی

اگر چه پیل‌سوختی به تازگی به عنوان یکی از راهکارهای تولید انرژی الکتریکی مطرح شده است ولی تاریخچه آن به قرن نوزدهم و کار دانشمند انگلیسی سرویلیام گرو بر می‌گردد.

او اولین پیل‌سوختی را در سال 1839 با سرمشق گرفتن از واکنش الکترولیز آب، طی واکنش معکوس و در حضور کاتالیست پلاتین ساخت.

واژه "پیل‌سوختی" در سال 1889 توسط لودویک مند و چارلز لنجر به کار گرفته شد. آنها نوعی پیل‌سوختی که هوا و سوخت ذغال‌سنگ را مصرف می‌کرد، ساختند. تلاش‌های متعددی در اوایل قرن بیستم در جهت توسعه پیل‌سوختی انجام شد که به دلیل عدم درک علمی مسئله هیچ یک موفقیت آمیز نبود. علاقه به استفاده از پیل سوختی با کشف سوخت‌های فسیلی ارزان و رواج موتورهای بخار کمرنگ گردید.

فصلی دیگر از تاریخچه تحقیقات پیل‌سوختی توسط فرانسیس بیکن از دانشگاه کمبریج انجام شد. او در سال 1932 بر روی ماشین ساخته شده توسط مند و لنجر اصلاحات بسیاری انجام داد. این اصلاحات شامل جایگزینی کاتالیست گرانقیمت پلاتین با نیکل و همچنین استفاده از هیدروکسیدپتاسیم قلیایی به جای اسید سولفوریک به دلیل مزیت عدم خورندگی آن می‌باشد. این اختراع که اولین پیل‌سوختی قلیایی بود، “Bacon Cell” نامیده شد. او 27 سال تحقیقات خود را ادامه داد تا توانست یک پیل‌سوختی کامل وکارا ارائه نماید. بیکون در سال 1959 پیل‌سوختی با توان 5 کیلووات را تولید نمود که می‌توانست نیروی محرکه یک دستگاه جوشکاری را تامین نماید.

تحقیقات جدید در این عرصه از اوایل دهه 60 میلادی با اوج گیری فعالیت‌های مربوط به تسخیر فضا توسط انسان آغاز شد. مرکز تحقیقات ناسا در پی تامین نیرو جهت پروازهای فضایی با سرنشین بود. ناسا پس از رد گزینه‌های موجود نظیر باتری (به علت سنگینی)، انرژی خورشیدی(به علت گران بودن) و انرژی هسته‌ای (به علت ریسک بالا) پیل‌سوختی را انتخاب نمود.

تحقیقات در این زمینه به ساخت پیل‌سوختی پلیمری توسط شرکت جنرال الکتریک منجر شد. ایالات متحده فن‌آوری پیل سوختی را در برنامه فضایی Gemini استفاده نمود که اولین کاربرد تجاری پیل‌سوختی بود.

پرت و ویتنی دو سازنده موتور هواپیما پیل‌سوختی قلیایی بیکن را به منظور کاهش وزن و افزایش طول عمر اصلاح نموده و آن را در برنامه فضایی آپولو به کار بردند. در هر دو پروژه پیل‌سوختی بعنوان منبع انرژی الکتریکی برای فضاپیما استفاده شدند. اما در پروژه آپولو پیل‌های سوختی برای فضانوردان آب آشامیدنی نیز تولید می‌کرد. پس از کاربرد پیل‌های سوختی در این پروژه‌ها، دولت‌ها و شرکت‌ها به این فن‌آوری جدید به عنوان منبع مناسبی برای تولید انرژی پاک در آینده توجه روزافزونی نشان دادند.

از سال 1970 فنآوری پیل‌سوختی برای سیستم‌های زمینی توسعه یافت. تحریم نفتی از سال1973-1979 موجب تشدید تلاش دولتمردان امریکا و محققین در توسعه این فن‌آوری به جهت قطع وابستگی به واردات نفتی گشت.

در طول دهه 80 تلاش محققین بر تهیه مواد مورد نیاز، انتخاب سوخت مناسب و کاهش هزینه استوار بود. همچنین اولین محصول تجاری جهت تامین نیرو محرکه خودرو در سال1993 توسط شرکت بلارد ارائه شد.

کاربردهای پیل سوختی نیروگاهی

بازار مولدهای نیروگاهی پیل‌سوختی بسیار گسترده است و کاربردهای دولتی، نظامی و صنعتی را شامل می‌شود. همچنین به عنوان نیروی پشتیبان در مواقع اضطراری در مخابرات، صنایع پزشکی، ادارات، بیمارستان‌ها، هتل‌های بزرگ و سیستم‌های کامپیوتری به کار می‌رود.

پیل‌های سوختی نسبتاً آرام و بی‌صدا هستند لذا جهت تولید برق محلی مناسبند. علاوه بر کاهش نیاز به گسترش شبکه توزیع برق، از گرمای تولیدی از این نیروگاه‌ها می‌توان جهت گرمایش و تولید بخار آب استفاده نمود.

جدیدترین راه تولید پیل سوختی

لوى تامپسون، پرفسور مهندسى شیمى و رئیس تیم تحقیقاتى پیل سوختى جدید در این مورد چنین مى گوید: «ما به سامانه اى رسیده ایم که بسیار مشابه سامانه هایى است که براى تولید ابزارهاى میکرو الکترونیک مورد استفاده قرار مى گیرد.»
روشى که پرفسور تامپسون و تیم همکار او به آن رسیده اند، استفاده از میکروفابریکیشن است. میکروفابریکیشن خلق ساختارهاى فیزیکی، ابزار و مواد مرکبى است که اجزاى تشکل دهنده آنها در حدود یک میکرومتر هستند. میکروالکترونیک ها منبع انرژى کالاهاى بسیار زیادى هستند از کارت تبریک صوتى گرفته تا کامپیوترهاى قابل حمل.
تامپسون یکى از بزرگترین موانع استفاده تجارى و گسترده از پیل هاى سوختى را هزینه بالاى ساخت آن مى داند. براى اینکه از این منبع در مصارف روزمره استفاده کرد، باید هزینه تولید آن پایین تر بیاید تا مثلا در یک کامپیوتر قابل حمل مورد استفاده قرار گیرد.
در شیوه معمول کنونی، پیل هاى سوختی، مشابه خودروها تولید مى شوند یعنى قطعات مختلف آنها به صورت جداگانه ساخته مى شوند و سپس روى هم سوار مى شوند تا یک پیل سوختى تولید شود. این کار گستره بسیار زیادى دارد و علاوه بر هزینه بالاى آن، که به آن اشاره شد نیاز به زمان بسیار زیادى دارد. اما گروه تحقیقاتى تامپسون با استفاده از فرآیند پیشرفته میکروفابریکیشن، نسل جدید پیل هاى سوختى را مى سازد. این بار به جاى تولید جداگانه پیل سوختی، آنها به صورت لایه لایه ساخته مى شوند، روشى که در حال حاضر براى ساخت ابزارهاى میکروالکترونیک مورد استفاده قرار مى گیرد.
محققان دانشگاه میشیگان امیدوارند با استفاده از این فن آورى ارزان قیمت و همچنین استفاده از مواد ارزانتر، قیمت پیل هاى سوختى را از ۱۰ هزار دلار براى هر کیلو وات به ۱۰۰۰ دلار برسانند.
با این قیمت، پیل هاى سوختى مى توانند با باترى هاى یون لتییوم که در سطح وسیع مورد استفاده قرار مى گیرند رقابت کنند.
دانشگاه میشیگان استفاده از میکروفابریکیشن براى تولید پیل سوختى را دو سال و نیم پیش آغاز کرد. اولین بازار آنها وسایل برقى است، ولى آنها در گام بعدى مى خواهند از پیل هاى سوختى در اتومبیل ها استفاده کنند.

پروژه گازهای سوختی L.P.G

اختصاصی از زد فایل پروژه گازهای سوختی L.P.G دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

موضوع :

پروژه گازهای سوختی L.P.G 

( فایل word قابل ویرایش )

چکیده :‌

به دلیل هدر رفتن گازهای سوختی در پالایشگاهای کشور و امکان بدست آوردن گاز مایع (L.P.G)ازآنها از یک طرف و اهمیت تولید گاز مایع جهت صادرات و افزایش در آمد کشور از طرف دیگر، احداث واحد تولید گاز مایع توسط شرکت ملی پخش و پالایش ایران ،‌مد نظر می باشد . 

امروزه با پیشرفت کامپیوتر و بوجود آمدن نرم افزارهای مختلف می توان رفتار سیستم های شیمیایی را با دقت قابل قبول مورد مطالعه قرار داد و از صرف هزینه های هنگفت در مقیاس نیمه صنعتی (Pilot)وصنعتی پرهیز نمود.به عبارت دیگر سیستم را شبیه سازی کرد و از نتایج آن در طراحی بهینه سود جست . 

شبیه سازی به منظور بررسی تاثیر متغیرهای مختلف بر روی سیستم عملیاتی صورت می گیرد که مهمترین هدف آن پیش بینی عملکرد وکنترل واحد و کاهش هزینه های عملیاتی می باشد . هر چه این مدل ارائه شده دقیق تر باشد واقعیتها بهتر پیش بینی می گردد . 

بدین منظور شبیه سازی دستگاههای عملیاتی مختلف مانند : 

- برجها 

- کمپرسورها 

- مبدل ها و مخازن تبخیر ناگهانی نیز ضروری می باشد . 

در این شبیه سازی از معادله SRK استفاده شده است که می تواند رفتار ترمودینامیکی در فرایند تولید گاز مایع را بخوبی مدل نماید . 

پارامترهای اصلی در این فرآیند عبارتند از :‌

- فشار خروجی از مرحله دوم کمپرسور 

- دمای خروجی از مبدل آبی واحد کمپرسورها 

- فشار کندانسور برج اتان زدا 

- فشار کندانسور برج بوتان زدا 

- فشار پوسته سرد کننده های سکیل تبرید . 

جهت کاهش هزینه های عملیاتی و صرفه جوئی در مصرف انرژی کل واحد ، مطالعاتی نیز جهت بهینه سازی شرایط عملکرد برجهای تفکیک و کمپرسورها انجام شده و نتایج آن نیز ارائه گردیده است . 

واژه های کلیدی :‌

- طراحی 

- شبیه سازی 

- بهینه سازی 

- گاز مایع (L.P.G)

- برج تقطیر 

- مبدل آبی 

- کولر هوایی 

- سرد کننده (Chilller) 

- جوش آور (Reboiler) 

- کندانسور 

 

فهرست مطالب

 

چکیده 1

مقدمه 7

فصل اول :‌مروری بر مطالعات انجام گرفته و بررسی خواص L.P.G و فرآیندهای تولید آن 10

1-1) تعریف L.P.G 11

1-2) خواص فیزیکی و شیمیایی L.P.G 12

1-2-1) خواص فیزیکی L.P.G 12

- جرم حجمی L.P.G 15

- فشاربخار L.P.G 16

- رفتار گاز L.P.G 18

- نقطه شبنم L.P.G 19

- تبخیر و جداسازی ترکیبات 20

- تشکیل یخ 21

1-2-2) ترکیب شیمیایی L.P.G 22

ناخالصیهای L.P.G 22

1-3) منابع تولید L.P.G 25

1-3-1) روشهای تولید L.P.G از گاز طبیعی 25

- شرح فرآیند جذب 26

- شرح فرآیند متراکم کردن 29

- شرح فرآیند جذب سطحی 30

1-3-2) تولید گاز مایع از فرآیندهای انجام شده نفت خام در پالایشگاه ها 33

1-3-3) شیرین سازی L.P.G 35

1-3-4) خشک کردن L.P.G 35

1-4) روند تغییرات تولید L.P.G خاورمیانه تا سال 2000 میلادی 36

1-4-1) تصویر محلی تولید 37

1-4-2) انگیزه افزایش تولید L.P.G 39

1-5) حمل و نقل L.P.G 39

1-6) مشخصات و استانداردهای L.P.G 40

1-7) روشهای نگهداری گاز مایع 41

1-8) فرآیند تولید L.P.G 42

فصل دوم :‌طراحی فرآیند شیمیایی به کمک کامپیوتر 55

2-1) طراحی فرآیند های شیمیایی به کمک کامپیوتر 56

2-2) نحوه استفاده از نرم افزار کامپیوتریPROII 57

2-2-1) داده های مورد نیاز در طراحی برج با روش RIGOROUS 66

2-2-2) داده های مورد نیاز در طراحی با روش SHORT CUT 68

فصل سوم – شبیه سازی واحد تولید گاز مایع (L.P.G) 71

3-1) شبیه سازی و اهداف آن 72

3-1-1) روشهای حل معادلات 75

- روش مدولهای متوالی 75

- روش مدولهای همزمان 76

- روش متکی به معادلات 77

3-1-2) معماری شبیه سازهای فرآیند 77

3-1-3) ترمودینامیک در شبیه سازها 80

3-2) انتخاب روش حل مناسب و نحوه نوشتن برنامه 81

3-2-1) انتخاب روش ترمودینامیکی 82

3-2-2) شبیه سازی کمپرسورها و مخازن تبخیر ناگهانی 90

3-2-3) شبیه سازی برجهای تقطیر به روش SHORT CUT 98

3-2-4) شبیه سازی برج اتان زدا به روش RIGOROUS 99

3-2-5) شبیه سازی برج بوتان زدا به روش RIGOROUS 100

3-2-6) شبیه سازی برج پروپان زدا به روش RIGOROUS 101

3-2-7) طراحی هیدرولیکی برجها 102

3-2-8) خلاصه نتایج حاصله و ارائه دیاگرام مربوطه 108

3-2-9) شبیه سازی سیکل تبرید 111

فصل چهارم – بهینه سازی واحد تولید گاز مایع 118

4-1) بهینه سازی و اهداف آن 119

4-2) بهینه سازی برجهای تقطیر 120

4-2-1) ارائه یک روش گرافیکی برای برجهای تقطیر 121

4-2-2) بهینه سازی محل ورود خوراک به برجهای تقطیر 130

4-3) بررسی توالی برجهای واحد تولید L.P.G 135

4-4) بهینه سازی فشار میانی (مرحله دوم) کمپرسور 137

4-5) محاسبه میزان کاهش مصرف پروپان به عنوان مبرد 147

4-6) بهینه سازی واحد کمپرسورهای سیکل تبرید 148

فصل پنجم – بحث و نتیجه گیری و بررسی پارامترهای اصلی فرآیند 150

5-1) بررسی پارامترهای اصلی و حساس در فرآیند تولید L.P.G 151

5-2) بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی و بهینه سازی 154

ABSTRACT 162

مراجع 164

تعداد صفحات :167