Análisis de sensibilidad y estimación de costos de una planta de captura de CO en Aspen HYSYS
Autores: Shirdel, Shirvan; Valand, Stian; Fazli, Fatemeh; Winther-Sørensen, Bernhard; Aromada, Solomon Aforkoghene; Karunarathne, Sumudu; Øi, Lars Erik
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de sensibilidad y estimación de costos de una planta de captura de CO en Aspen HYSYS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Optimización de costos
Análisis de sensibilidad
Tasa de captura de CO
Costo del equipo
Método de Ley de Potencia
Método EDF
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Un proceso estándar de captura de CO se implementa en Aspen HYSYS, se simula y se evalúa en función de los datos disponibles de la instalación de quema de residuos de Fortum en Klemetsrud, Noruega. Dado que la eliminación de CO basada en aminas tiene altos costos, el objetivo principal es la optimización de costos. Se consideró un modelo de simulación base de una unidad de captura de carbono simplificada con una altura de empaque de 20 m, una eficiencia de eliminación de CO del 90% y una temperatura mínima de aproximación para el intercambiador de calor de amina rica/pobre (T) de 10 grados Celsius. Se realizó un análisis de sensibilidad para optimizar estos parámetros. Para el estudio de caso base, el costo de captura de CO se calculó en 37.5 EUR/t. Cuando el análisis de sensibilidad cambia el tamaño, el método de Ley de Potencia ajusta el costo del equipo. Se realizó una comparación del Factor Detallado Mejorado (EDF) y el enfoque de Ley de Potencia para todas las simulaciones para evaluar las incertidumbres en los hallazgos del método de Ley de Potencia. Los óptimos calculados para T y la tasa de captura de CO fueron 15 grados Celsius y 87% para ambos métodos, con costos de eliminación de CO de 37 EUR/t CO y 36.7 EUR/t CO, respectivamente. Con 19 m de altura de empaque en el absorbedor, el costo mínimo de captura de CO se calculó en 37.3 EUR/t y 37.1 EUR/t para los métodos EDF y Ley de Potencia, respectivamente. Dado que hubo una diferencia entre el método de Ley de Potencia y el método EDF, se realizó una derivación del exponente del factor de tamaño. La derivación resultó en los siguientes exponentes: para el intercambiador de calor pobre 0.74, para el intercambiador de calor rico/pobre 1.03, para el condensador 0.68, para el reboiler 0.92, para la bomba 0.88 y para el ventilador 0.23.
Descripción
Un proceso estándar de captura de CO se implementa en Aspen HYSYS, se simula y se evalúa en función de los datos disponibles de la instalación de quema de residuos de Fortum en Klemetsrud, Noruega. Dado que la eliminación de CO basada en aminas tiene altos costos, el objetivo principal es la optimización de costos. Se consideró un modelo de simulación base de una unidad de captura de carbono simplificada con una altura de empaque de 20 m, una eficiencia de eliminación de CO del 90% y una temperatura mínima de aproximación para el intercambiador de calor de amina rica/pobre (T) de 10 grados Celsius. Se realizó un análisis de sensibilidad para optimizar estos parámetros. Para el estudio de caso base, el costo de captura de CO se calculó en 37.5 EUR/t. Cuando el análisis de sensibilidad cambia el tamaño, el método de Ley de Potencia ajusta el costo del equipo. Se realizó una comparación del Factor Detallado Mejorado (EDF) y el enfoque de Ley de Potencia para todas las simulaciones para evaluar las incertidumbres en los hallazgos del método de Ley de Potencia. Los óptimos calculados para T y la tasa de captura de CO fueron 15 grados Celsius y 87% para ambos métodos, con costos de eliminación de CO de 37 EUR/t CO y 36.7 EUR/t CO, respectivamente. Con 19 m de altura de empaque en el absorbedor, el costo mínimo de captura de CO se calculó en 37.3 EUR/t y 37.1 EUR/t para los métodos EDF y Ley de Potencia, respectivamente. Dado que hubo una diferencia entre el método de Ley de Potencia y el método EDF, se realizó una derivación del exponente del factor de tamaño. La derivación resultó en los siguientes exponentes: para el intercambiador de calor pobre 0.74, para el intercambiador de calor rico/pobre 1.03, para el condensador 0.68, para el reboiler 0.92, para la bomba 0.88 y para el ventilador 0.23.