Dynamic carbon dioxide liquidization model
Sihvonen, Teemu (2015)
Diplomityö
Sihvonen, Teemu
2015
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201504222794
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201504222794
Tiivistelmä
In literature CO
2 liquidization is well studied with steady state modeling. Steady state modeling gives an overview of the process but it doesn’t
give information about process behavior during transients. In this master’s thesis three dynamic models of CO2 liquidization were made and
tested. Models were straight multi-stage compression model and two
compression liquid pumping models, one with and one without cold energy recovery. Models were made with Apros software, models were also
used to verify that Apros is capable to model phase changes and over
critical state of CO
2. Models were verified against compressor manufacturer’s data and simulation results presented in literature. From the
models made in this thesis, straight compression model was found to be
the most energy efficient and fastest to react to transients. Also Apros
was found to be capable tool for dynamic liquidization modeling. Kirjallisuudessa hiilidioksidin nesteyttämistä on tutkittu paljon stationäärisellä mallintamisella. Stationääriset mallit antavat yleiskuvan prosessista, mutta niillä ei saada tietoa prosessin käyttäytymisestä muutosten aikan. Tässä diplomityössä tehtiin kolme dynaamista mallia hiilidioksidin nesteytyksestä. Mallit olivat suora monivaiheinen kompressio ja
kaksi kompressio-nesteen pumppausmallia, joista toisessa oli ja toisessa
ei ollut kylmäenergian talteenottoa. Mallit tehtiin Apros ohjelmistolla ja
malleja käytettiin myös varmistamaan, että Apros kykenee mallintamaan
CO
2:sen faasimuutokset ja ylikriittisen tilan. Mallien toiminta todennettiin kompressorivalmistajan mittausarvoilla ja kirjallisuudessa esitetyillä
simulointituloksilla. Tässä työssä esitetyistä malleista suorakompressiomalli todettiin kaikkein energiatehokkaimmaksi ja nopeimmaksi muutostilanteissa. Lisäksi Apros todettiin toimivaksi työkaluksi nesteyttämisen
dynaamiseen mallinnukseen.
2 liquidization is well studied with steady state modeling. Steady state modeling gives an overview of the process but it doesn’t
give information about process behavior during transients. In this master’s thesis three dynamic models of CO2 liquidization were made and
tested. Models were straight multi-stage compression model and two
compression liquid pumping models, one with and one without cold energy recovery. Models were made with Apros software, models were also
used to verify that Apros is capable to model phase changes and over
critical state of CO
2. Models were verified against compressor manufacturer’s data and simulation results presented in literature. From the
models made in this thesis, straight compression model was found to be
the most energy efficient and fastest to react to transients. Also Apros
was found to be capable tool for dynamic liquidization modeling.
kaksi kompressio-nesteen pumppausmallia, joista toisessa oli ja toisessa
ei ollut kylmäenergian talteenottoa. Mallit tehtiin Apros ohjelmistolla ja
malleja käytettiin myös varmistamaan, että Apros kykenee mallintamaan
CO
2:sen faasimuutokset ja ylikriittisen tilan. Mallien toiminta todennettiin kompressorivalmistajan mittausarvoilla ja kirjallisuudessa esitetyillä
simulointituloksilla. Tässä työssä esitetyistä malleista suorakompressiomalli todettiin kaikkein energiatehokkaimmaksi ja nopeimmaksi muutostilanteissa. Lisäksi Apros todettiin toimivaksi työkaluksi nesteyttämisen
dynaamiseen mallinnukseen.