Simultaneous molecular and process design for waste heat recovery

جریان های پردازش با دمای پایین در سیستم های صنعتی رایج هستند. از آنجا که درجه حرارت پایین است، تبدیل به یک چالش برای استفاده از این نوع جریان برای بازیابی انرژی می شود. این به خصوص اگر آب به عنوان مایع اصلی برای بازیافت انرژی استفاده شود، زیرا مقدار زیادی از انرژی برای تبخیر آب لازم است. برای مقابله با این مشکل انرژی انواع مختلفی از مایعات آلی که در چرخه ترمودینامیکی مانند رنکین استفاده می شوند پیشنهاد شده است. با این حال، مسائل مربوط به هزینه های بالا و پایداری (یعنی سمیت شدید) مربوط به مایعات ارگانیک، طراحی یک نوع جدید از مایعات کاری مناسب برای بازیافت انرژی با دمای پایین است. این نسل از مایعات کار جدید باید دارای خواص هدف مانند فشار بخار بالا و کم اشتعال و مقادیر مسمومیت باشد. علاوه بر این، عملکرد این مایعات کار جدید نیز بستگی به شرایط عملیاتی چرخه ترمودینامیکی که در آن چنین مایعات کار می شود مورد استفاده قرار می گیرد. در این کار ما به مسئله تولید همزمان و فرآیند طراحی مایعات کارکرد برای بازیافت انرژی از منابع انرژی کم دمای در چرخه های رنکین می پردازیم تا راه حل های بهینه را به دست آوریم. ما عملکرد بازیابی انرژی هر دو خانواده جدید از مایعات کار و شرایط پردازش را نسبت به عملکرد مشابه انرژی که با استفاده از مایعات ارگانی که قبلا برای همین هدف استفاده شده است مقایسه می کنیم. با استفاده از یک سیستم چرخه های همراه، تولید کار افزایش یافت. علاوه بر این، مایعات کار جدید دارای حاشیه ایمنی بهتر است. نتایج نشان می دهد که مزایای رویکرد طراحی محصول و فرآیند همزمان و اجازه می دهد ما را به شناسایی خانواده از مایعات کار با ویژگی های پایداری بهتر.