Tesisat Dergisi 94. Sayı (Ekim 2003)

M oo w E � aı >, · .; ·e, Kompresör S re o a Ha ğ k i k d ı u ş t k r ö b o r o j e r n u su -- � As ol ağnu kı shoağvuat a n -- alkali tuzları, zeolit/su, aktif karbon/metanol veya amonyak, yaygın olarak kullanılan çalışma çiftlerinden bazılarıdır. üSraeğtlailennanıssı ıcaklık artışı, tüketilen ya da miktarının kullanılan çalışma maddesi (tuz, adsorban) miktarına oranını temsil eden özgül güç üretimi, buharlaşma ısısının rejenerasyon ısısına oranı (QbjQ cei ) olan performans katsayısı (COP), sıcak üretiminin rejenerasyon için verilen ısıya o a ranını ((QY08+Q.b,)/Q,.i) gösteren mplifikasyon katsayısı (COA) ve çıkan ekserjinin girene oranı olarak tanı mlanan ekserjik verimlilik (rt."') gibi parametreler, bir katı-gaz tipi kimyasal ısı pompasının performansını tanımlayabilir [5, 6]. Sıvı-gaz tipi kimyasal ısı pompası için performans katsayısı ve ısıl verimlilik (T\ H) sırasıyla, QjWve QjQL şeklinde ifade edilebilir [7]. Burada, W, ısı pompasında gerekli elektrik enerjisi; QH' ydüükşsüekkssı cı caakkl ılkı ktatabgeesrl ei nkeanzaı ns ııdl aı rn. ı s ı ; Q L ise Sistemlerin perform lardan ve/veya teoraiknsçıadlışemn ea yl asredl asno neul dçe edilebilir. Deneysel gözlemlerin sonuçları, seıkcsaekrljıiğkıvnebriir fonksiyonu olarak COP veya mlilik cinsinden grafiksel olarak, Yüksek sıcaklık Q,ej ısı kaynağı Q,ds Adsorber Sr eı caakkt ö r Şekil 3. Metal hidrit ısı pompası [3}. ısıyı çevreye veren � -- sıcak hava -- ya da reaktör özellikleri için sistem liklerini sağlayan nomogramlar geliştiri ö le z r e e l k e if t ade edilebilir. Deneysel bulguları ifade mek amacıyla, çevrim özgül güç üretimi fonksiyosnüuregsiibiiçpi a n r a CmO e P t ­ rik çalışmalar da uygulanabilir. Bu ilişkiler optimum işletme koşullarının bulunması için kullanılabilir (1 ]. 3. Kimyasal lsı Pompaları ile İlgili Çalışmalar Kimyasal reaksiyonlu ısı pompası sistemleri arasında en çok üzerinde çalışılan 2-prop nol/aseton/hidrojen sistem macı tarafından [7-1 7] inci eblierçnomki şat ri ra. ş tBıaru kimyasal ısı pompası sisteminin temeli 2prop mte i r km) vai ken) oadsl aüeynt oadnneıurhn: i dhriodj reonj ae snya os ynou -nnau (nean d( eoktzeor ­ (CH) 2 CHOH (sıvı) - (CH 3 ) 2 CO (gaz)+ H2 (gaz) L\H = 100,4 kJ/mol 2-propanol deh id rojenasyon u/aseton hidrojenasyonu sürekli sistem termik reaktörde 80 °Cde abso in rpdleaneanndıosı, ekzoterm nılır. Depo ik la rmea a k t t i öpridıesı 2p0 o 0m °pCa'dsıesgiseter im k ianzdae endotermik reaktörden buhar halde çıkan Oısırtkauysıucsauklık Oısırktauys�ıcsauklık :::ı 2 � ---t :::ı O,og >OJ'.l Sıkıştırma vanası Qbuh Buharlaştırıcı � Şekil 4. Soğutma yapan adsoıpsiyoıı ısı pompası [4}. Dı s ıükşaüyknsaı cğıa k l ı k i (Qrt/ Qdlı' Q1ut' Qıı.r. = sırasıyla rejenerasyon, adsoıpsı)ıon, yoğu.şma, buharlaşma ısıları) ·.; {! 136 avseeton ve hidrojen, 30 °C'de sırasıyla sıvı metal hidrit olarak dep tiğinde, m zr ou j ne dn uer ku zl uoert tevarelm hyi i kdü krr iest ea 8kk 0t öb°raCes ' ı dnb eoçe tls ı a a s le n ıt ç n ı ı r ı l i k a . r . a r Gan ke hr bei dok ­ Arz ile talep arasındaki farkı karşılamak bakı m dan depolama tipi metal hidrit ısı pompa ın sı tseıcrackihlığıesdüilreebkliiliırs.ı 80 °C'de alı nan ısının pompasında 200 °C'ye, depo tipinde ise 270 °Cye yükseltilir 7,8 . Ki myasal ısı pompasının çalışm larının performans değerine (COP),aekksoeşrujilk verimliliğe ve boyut parametrelerine etkisini incelemeye yarayan bir matematiksel model geliştirilmiştir [9]. Bu model sistem kontrol değişkenleri için optimum ların saptanmasında kullanılabilir. 2-pa r r o ap nol/aseton sistemi kullanılarak yapı l l a ık a n modelleme ve simülasyon çalışmalarında [1 Ol, belli çalışma şartlarında destilasyon kolonundaki geri akış oranı ve tepsi sayısı için optimum değerleri saptanmıştır. Ayrıca, sistemin optimum çalışması için yeni bir tasarım kriteri öneril miştir [11]. 80 °C'de 2-propanolün endotermik dek aketzhaoi l di zt reöorr jüe neat ks yi s oi nndue , s 2ı v0ı 0f a° zCdda e Raas ne teoyn- uNni mik hidrojenasyonu ise yine mR aünşet yü -r N[ i 1 k2 a] .t aMl i zaökrsüi mv u armlığ jğeunnads ay os anğu l a ansme tı şotnı r/. hDi dör noüj eş ün m ı a n o s dreaat no sı nü4r hdoi üdl rdr üoul ­ arttığında ise enerji veri mliliği artmıştır. 2-propanol dehidrojenasyonunda Ru-Pt bileşik metal skiaktl aolhi zeökzr aü nn üı nn deethkiidl i r oojleanbaisl eycoenğ/ai ;r oa y r ı c a , m leşme özelliğinin hidrojenin depolan am sında ve özellikle taşınm labileceği belirtilmiştir [13] a . sında kulla t n i a k ıAynı sistemde, s y ı ü c k a s k e lı l ğ t ı 1 50 °C'den 200 °Cye ve 280 °C'ye mek için sırasıyla Cu/Crp y CuffiO2 ve Cu/Alp 3, Cu/SiO2 gibi oksit destekli bkaatkaırlizkaötralelizriönrilenriknuinlla[1n4ı ]; ve Ru ve Ru-Pt mı incelenmiştir [1 5]. Ayrıca, o/o1 O (ağ.) Ru-Pt/aktif karbon katalizörü varlığında yapılan çalışmada, reaksiyon sıcaklığının, katalizör derişiminin, ısıtma sıcaklığının ve sıvı reaktandaki aseton mdeikirtdareınleınn reaksiyon hızı üzerindeki etkisi miştir [16]. n-Bütanol/bütiraldehit/hidrojen kimyasal ısı pompası sistemi ekonomik yönden analiz edilmiş, daha önceki çalışmalarda [17-19] elde edilen sonuçlar temelinde, 2-propanol/ aseton, etanol-asetaldehit ve m maldehit sistemleri ile karşılaştırılmeıtşatnı ro(l2/f0o]r . Buhar sıkıştırmalı ısı pomp ğutma amacıyla kullanılacaaksvınea p b a e ra n l z d e e r h , i s t o in depolimerizasyonu temelinde çalışan bir

RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=