Text

  • Studieort Mälardalens högskola campus i Västerås, sal R2-205/digitalt
Datum
  • 2020-09-09 10:00–12:00

Worrada Nookuea försvarar sin doktorsavhandling i energi- och miljöteknik

Worrada Nookuea vid akademin för ekonomi, samhälle och teknik försvarar sin doktorsavhandling ”Impacts of thermo-physical properties on the design, operation, and cost of monoethanolamine-based chemical absorption” den 9 september klockan 10 på Mälardalens högskola i Västerås. Det går också att följa detta digitalt via Zoom.

Titel: Impacts of thermo-physical properties on the design, operation, and cost of monoethanolamine-based chemical absorption

Serienummer: 317

Betygsnämnden består av professor Zaoxiao Zhang, Xi’an Jiaotong University, lektor Matthäus Bäbler, KTH och professor Mohsen Assadi, University of Stavanger. Opponent är professor Xiaoyan Ji, Luleå tekniska universitet.

Reserv är professor Philip de Vaal, University of Pretoria.


Sammanfattning

Europas plan för att minska 40 % av utsläppen av växthusgaser fram till 2030 kan bara uppnås genom att implementera avskiljning och lagring av koldioxid (CCS) i fossilbränslebaserad kraftproduktion. Termodynamiska– och transportegenskaper för CO2–blandningar är viktiga för konstruktion, drift och optimering av alla CCS–processer. För att ta fram värden för egenskaperna med hög noggrannhet krävs modeller med hög noggrannhet för egenskaperna. Det finns många egenskaper som påverkas av många olika faktorer. Dessutom ligger modellutvecklingen efter vad gäller kravet på noggrannhet. Därför är det viktigt att kvantifiera påverkan egenskaperna har på designen av processerna för CCS, för att kunna prioritera utvecklingen av noggranna modeller för de som är viktigast.

Baserat på identifierade kunskapsluckor har kvantitativa analyser av effekterna av de termofysikaliska egenskaperna densitet, viskositet, diffusivitet och ytspänning på designen av kolonnen för kemisk absorption, med vattenhaltig monoetanolamin, utförts. De egenutvecklade hastighetsbaserade absorptions– och desorptions­modellerna, för simulering av processerna, utvecklades i MATLAB, och känslighetsanalyser gjordes för varje egenskap.

För bestämning av absorberns och desorberns diameter har gasfasens densitet den största påverkan. Därför bör utvecklingen av mer exakta modeller för gasfasens densitetr prioriteras. Att utveckla en mer exakt modell för vätskefasens densitet är emellertid också viktigt på grund av att den har en betydande påverkan och ett större osäkerhetsintervall. För bestämning av absorptions­höjden bör utvecklingen av modellerna för vätskefasens densitet och viskositet prioriteras. Dessutom bör utvecklingen av modeller för gasfasens diffusivitet och densitetsprioriteras för bestämning av desorberns packningshöjd. När det gäller påverkan på bestämning av kostnaden för absorbatorn och de totala utrustningskostnaderna, bör utveckling av modeller för densitet och viskositet för den vattenhaltiga aminlösningen med absorberad CO2– prioriteras. För bestämning av kostnaderna för desorbern bör emellertid utvecklingen av modeller för gasfasens densitet och diffusivitetsför CO2/H2O–blandningen prioriteras.

För att utvärdera effekterna av modeller för beräkning av massöverförings­koefficienten och desorbertryck utvecklades hastighetsbaserade modeller för kemisk absorptionoch desorptioni Aspen Plus. Massaöverförings­koefficienten för vätskan har mer betydande effekter på simuleringen av absorptionen jämfört med på simuleringen av desorptionen. Påverkan på koncentrations­profilerna är dessutom mer betydande jämfört med påverkan på temperaturprofilerna. Regenerering av CO2 vid förhöjda tryck har potential att minska energibehovet för infångning och komprimering av CO2. Det konstaterades att den totala energiförbrukningen minskar när man ökar desorptionstrycket. Den totala exergin ökar dock något.