Study of cogeneration plant with carbon dioxide capture using the heat cascade of a solar-powered ORC

Abstract

Abstract The waste heat from a solar-driven Organic Rankine cycle (ORC) is proposed to help the carbon capture by adsorption (CCA) subsystem regenerate. The waste heat is used in a cascaded fashion, with the higher temperature component going to the CCA device and the lower temperature component being exchanged inside to boost ORC efficiency. A thermodynamic analysis is performed to evaluate the proposed system's electrical and exergy performance during 1 day of solar irradiation for the microgrid application. The investigation is carried out by linking the simulation models of each subsystem, with the effects of the ORC, turbine inlet temperature, regeneration temperature, and 𝐶𝑂2 input source all being examined. The suggested system is ideal when paired with 𝐶𝑂2 capture was utilized, an optimal regeneration temperature of 50 °C, 75 °C, 100 °C existed, yielding 0.3 MW of energy. Under the same conditions. Résume La chaleur résiduelle d'un cycle organique de Rankine (ORC) solaire est proposée pour aider le sous-système de capture du carbone par adsorption (CCA) à se régénérer. La chaleur perdue est utilisée en cascade, la composante de température la plus élevée allant au dispositif CCA et la composante de température la plus basse étant échangée à l'intérieur pour augmenter l'efficacité de l'ORC. Une analyse thermodynamique est effectuée pour évaluer les performances électriques et exergétiques du système proposé pendant 1 jour d'irradiation solaire pour l'application micro-réseau. L'étude est réalisée en reliant les modèles de simulation de chaque sous-système, les effets de l'ORC, de la température d'entrée de la turbine, de la température de régénération et de la source d'entrée de CO2 étant tous examinés ملخص تم اقتراح الحرارة المهدرة من دورة رانكين العضوية التي تعمل بالطاقة الشمسية (ORC) للمساعدة في تجديد امتصاص الكربون عن طريق النظام الفرعي للامتصاص (CCA). يتم استخدام الحرارة المهدرة بطريقة متتالية ، مع انتقال مكون درجة الحرارة الأعلى إلى جها ز (CCA) ومكونات درجة الحرارة المنخفضة التي يتم تبادلها في الداخل لتعزيز كفاءة (ORC) يتم إجراء تحليل ديناميكي حراري لتقييم الأداء الكهربائي والحيوي للنظام المقترح خلال يوم واحد من الإشعاع الشمسي لتطبيق الشبكة الدقيقة. يتم إجراء التحقيق عن طريق ربط نماذج المحاكاة لكل نظام فرعي ، مع تأثيرات (ORC) ودرجة حرارة مدخل التوربينات ودرجة حرارة التجديد ومصدر إدخال 2CO التي يتم فحصها جميعًا . يعتبر النظام المقترح مثاليًا عند إقرانه باستخدام التقاط 2CO ، حيث توجد درجة حرارة تجديد مثالية تبلغ 50 درجة مئوية ، 75 درجة مئوية ، 100 درجة مئوية ، مما ينتج 0.3 ميجاوات من الطاقة. في ظل نفس الظروف .