Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Karya tulis ini membahas simulasi dan optimasi tujuan ganda proses regasifikasi hidrogen cair. Tujuan penulisan karay tulis ini adalah untuk mengetahui potensi pemanfaatan energi dingin hidrogen cair. Terdapat dua faktor utama yang melatarbelakangi proses pemanfaatan energi dingin hidrogen. Pertama, energi yang dikonsumsi pada proses pencairan hidrogen adalah 3,3 kWh/kg hidrogen cair (Departement of Energy U.S.A., 2009). Kedua, energi yang tergandung dalam hidrogen adalah 120 MJ/kg (Van Hoecke et al., 2021). Proses pemanfaatan energi dingin hidrogen cair yang dibahas adalah kombinasi Siklus Brayton dan ekspansi. Simulasi dilakukan pada Aspen HYSYS V.10 dengan fluid package­ Peng-Robinson. Fluida kerja yang digunakan dalam simulasi adalah fluida kerja Helium dan fluida kerja campuran Helium-Neon. Optimasi dilakukan pada aplikasi MS Excel. Algoritma yang digunakan adalah modifikasi dari I-MODE yang dibuat oleh Sharma & Rangiah, 2013. Optimasi tujuan ganda memaksimalkan energi listrik yang dibangkitkan dan meminimalkan biaya pompa dengan variabel penentu adalah laju alir dan komposisi fluida kerja, serta tekanan penguapan hidrogen cair. Dengan laju alir hidrogen cair 30 ton/hari, diperoleh kondisi operasi yang optimum 1836 kg/jam fluida kerja Helium dengan tekanan penguapan sebesar 68 atm. Energi listrik yang dibangkitkan adalah 0,934 GWh per tahun dan biaya pompa yang dibutuhkan adalah $12.305.142.

---

This paper discusses simulation and multi-objective optimization of regasification liquid hydrogen. This paper is written to identify the utilization of hydrogen cold energy potency. There are two main factors behind this study. The amount of energy consumed in the liquefaction process is 3.3 kWh/kg of liquid hydrogen (Departement of Energy U.S.A., 2009), and the hydrogen energy content is 120 MJ/kg (Van Hoecke et al., 2021). The process simulation is a combination of the Brayton Cycle and direct expansion. The simulation is conducted on Aspen HYSYS V.10 with Peng-Robinson fluid package. The working fluids that are used in this simulation are Helium and Helium-Neon mixture. The optimization is conducted in MS Excel. I-MODE algorithm (Sharma & Rangiah, 2013) is modified to run the optimization process. Multi-objective optimization will maximize the amount of electricity and minimize the cost of the pump by changing the flow rate and composition of the working fluid, and the regasification pressure. Liquid hydrogen flow rate set to be constant at 30 ton/h, the optimum condition is 1863 kg/h Helium as working fluid and regasification pressure at 68 atm. The amount of electricity generated is 0.934 GWh per year and the cost of the pump is $12.305.142."

"Dengan permintaan hidrogen yang tinggi di masa depan, pemanfaatan energi dingin tampaknya menjadi solusi alternatif untuk meningkatkan rantai ekonomi hidrogen dengan memaksimalkan pemanfaatan limbah energi dingin selama regasifikasi. Suhu rendah hidrogen cair (-253℃ pada 1 atm) akan memberikan beragam aplikasi yang dapat diimplementasikan. Makalah ini mengusulkan pembangkit daya dan unit pemisahan udara sebagai proses integrasi dari regasifikasi hidrogen cair. Untuk mencapai desain proses terbaik, pemilihan proses dibuat dengan mempertimbangkan tingginya pembangkitan daya dan rendahnya kerusakan eksergi. Desain proses terpilih akan diintegrasikan dengan unit pemisahan udara dengan 4 skenario laju alir dan dioptimasi untuk mendapatkan kondisi ideal dengan maksimal energi listrik hasil dan kerusakan eksergi yang minimum. Solusi ideal setiap scenario akan dievaluasi keekonomiannya. Dari hasil pemilihan proses, cascade rankine cycle mampu memulihkan energi pencairan hidrogen hingga 11,46 % dan menghasilkan kerusakan eksergi yang paling minim. Cascade rankine cycle kemudian diintegrasikan dengan unit pemisahan udara dan dioptimasi. Dari hasil simulasi, semakin tinggi laju alir udara akan menghasilkan energi listrik yang semakin rendah tetapi mampu mengurangi kerusakan eksergi hingga 1700 kW. Dari hasil perhitungan, skenario D, dengan laju alir 12000 kg/jam mampu memberikan internal rate of return paling tinggi (23,96%) dan payback period tersingkat 5,14 tahun dibanding dengan skenario lainnya. 

---

With the future's high demand for hydrogen, utilizing cold energy appears to be an alternative solution to enhance the hydrogen economic chain by maximizing the use of cold energy waste during regasification. The low temperature of liquid hydrogen (-253℃ at 1 atm) offers various applicable implementations. This paper proposes integrating a power plant and an air separation unit with the liquid hydrogen regasification process. To achieve the optimal process design, the selection process considers both high power generation and low exergy destruction. The chosen process design will be integrated with the air separation unit under four different flow rate scenarios and optimized to obtain ideal conditions, maximizing electrical energy output and minimizing exergy destruction. The economic feasibility of the ideal solution for each scenario will be evaluated. Based on the process selection results, the cascade Rankine cycle can recover up to 11.46% of the hydrogen liquefaction energy and produce the least exergy destruction. The cascade Rankine cycle is then integrated with the air separation unit and optimized. Simulation results indicate that higher air flow rates yield lower electrical energy but can reduce exergy destruction by up to 1700 kW. According to economic calculations, scenario D, with a flow rate of 12,000 kg/hour, provides the highest internal rate of return (23.96%) and the shortest payback period of 5.14 years compared to other scenarios."