Análisis de Energía y Exergía de un Sistema Innovador de Recuperación de Calor del Proceso de Regasificación de GNL en Barcos Verdes
Autores: Bruno, Roberto; Ferraro, Vittorio; Barone, Piofrancesco; Bevilacqua, Piero
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de Energía y Exergía de un Sistema Innovador de Recuperación de Calor del Proceso de Regasificación de GNL en Barcos Verdes
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Desarrollo sostenible
Palabras clave
Gas natural licuado
Ciclos de Rankine orgánicos
Equipos de regasificación
Etileno
Propileno
Análisis de exergía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
A pesar de ser almacenado a 113 K y a presión atmosférica, el potencial frío del GNL no se explota para reducir las necesidades energéticas de los barcos ecológicos. Se propone un sistema innovador basado en tres ciclos de Rankine orgánicos integrados en el equipo de regasificación para producir energía adicional y recuperar energía de enfriamiento de los condensadores. Un análisis de la primera ley identificó el etileno y el etano como fluidos de trabajo adecuados para el primer y el segundo ciclo de Rankine orgánico, haciendo disponible agua dulce y hielo. El propano, el amoníaco y el propileno podrían emplearse arbitrariamente en el tercer ciclo de Rankine orgánico para la climatización. Un análisis ambiental que combina la eficiencia de exergía, índices ecológicos y aspectos de riesgo para el medio marino y los pasajeros del barco indicó que el propileno es más seguro y ecológico. El análisis de exergía confirmó que se puede recuperar más del 20% del potencial del GNL de cada ciclo para producir una potencia limpia neta de 76 kW, mientras que se pueden ahorrar 270 kW recuperando la potencia de enfriamiento de los condensadores para satisfacer algunas necesidades del barco. Asumiendo el modo de navegación, se determinó una limitación de 162 kg en consumos de GNL, evitando la emisión de 1584 kg de CO por día. La contaminación térmica marina se reduce 3.5 veces al recuperar el calor de condensación de los fluidos de trabajo para el precalentamiento del GNL.
Descripción
A pesar de ser almacenado a 113 K y a presión atmosférica, el potencial frío del GNL no se explota para reducir las necesidades energéticas de los barcos ecológicos. Se propone un sistema innovador basado en tres ciclos de Rankine orgánicos integrados en el equipo de regasificación para producir energía adicional y recuperar energía de enfriamiento de los condensadores. Un análisis de la primera ley identificó el etileno y el etano como fluidos de trabajo adecuados para el primer y el segundo ciclo de Rankine orgánico, haciendo disponible agua dulce y hielo. El propano, el amoníaco y el propileno podrían emplearse arbitrariamente en el tercer ciclo de Rankine orgánico para la climatización. Un análisis ambiental que combina la eficiencia de exergía, índices ecológicos y aspectos de riesgo para el medio marino y los pasajeros del barco indicó que el propileno es más seguro y ecológico. El análisis de exergía confirmó que se puede recuperar más del 20% del potencial del GNL de cada ciclo para producir una potencia limpia neta de 76 kW, mientras que se pueden ahorrar 270 kW recuperando la potencia de enfriamiento de los condensadores para satisfacer algunas necesidades del barco. Asumiendo el modo de navegación, se determinó una limitación de 162 kg en consumos de GNL, evitando la emisión de 1584 kg de CO por día. La contaminación térmica marina se reduce 3.5 veces al recuperar el calor de condensación de los fluidos de trabajo para el precalentamiento del GNL.