Process modelling, optimization & multiple operation points of post combustion CO2 capture process, using aqueous monoethanolamine as solvent - Kappatou, Chrysoula Dimitra (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ), 2015)
Η απορρόφηση με χημικούς διαλύτες, όπως η μονοαιθανολαμίνη (ΜΕΑ), αναγνωρίζεται ως η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την απομάκρυνση του CO2, και κάθε έρευνα που στοχεύει στην βελτίωση της απόδοσης της διεργασίας λαμβάνει αυξανόμενο ενδιαφέρον. Στην παρούσα εργασία, αρχικά δημιουργήθηκε στο AspenPlus ένα μοντέλο βασισμένο στους ρυθμούς που περιγράφει τη διεργασία δέσμευσης CO2 με ΜΕΑ, χρησιμοποιώντας πραγματικά δεδομένα από μία υπάρχουσα πιλοτική μονάδα. Στη συνέχεια, προκειμένου να πραγματοποιηθεί η βελτιστοποίηση της διεργασίας, το AspenPlus συνδέθηκε με τη MATLAB και ο γενετικός αλγόριθμος χρησιμοποιήθηκε ως μέθοδος βελτιστοποίησης. Η αντικειμενική συνάρτηση του προβλήματος ήταν η ελαχιστοποίηση της ενέργειας που απαιτείται για την αναγέννηση του διαλύτη, καθώς αυτή αντιπροσωπεύει κυρίαρχο κομμάτι του συνολικού λειτουργικού κόστους της διεργασίας. Η βελτιστοποίηση μειώνει την ενέργεια αναγέννησης από 3.80 σε 3.40 GJ/ton CO2. Αυτό αντιπροσωπεύει περίπου 11% ενεργειακή εξοικονόμηση στη διεργασία, απλά και μόνο αλλάζοντας τις λειτουργικές συνθήκες. Στο τελευταίο κομμάτι της παρούσας εργασίας, λήφθηκαν υπόψη οι περιορισμοί διαθέσιμου ατμού στους οποίους υπόκειται το σύστημα λόγω των μεταβαλλόμενων απαιτήσεων σε ηλεκτρική ενέργεια. Καθώς εποχιακές αλλαγές στις απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να έχουν έναν πιο μόνιμο χαρακτήρα, αντιμετωπίζονται σαν εναλλακτικά σενάρια για τη λειτουργία της μονάδας. Είναι ταυτόχρονα σημαντικό και ενδιαφέρον να εξεταστούν οι βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας (πολλαπλά σημεία λειτουργίας) για τα νέα δεδομένα που συνιστούν το σύστημα κάθε φορά. Σαν σημείο έναρξης για τους υπολογισμούς σε αυτό το κομμάτι θεωρείται το βελτιστοποιημένο αρχικό σενάριο. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι για μικρούς περιορισμούς σε ατμό τα περιθώρια για βελτιώσεις δεν είναι τόσο ευρεία καθώς ακόμα η μονάδα λειτουργεί κοντά στο βέλτιστο που βρέθηκε για το αρχικό σενάριο, ωστόσο καθώς προχωράμε στην εξέταση σεναρίων με λιγότερο διαθέσιμο ατμό, η βελτιστοποίηση μπορεί να επιτύχει μεγαλύτερες και πιο σημαντικές βελτιώσεις.