Analisis Energi dan Ekonomi Sistem Pemulihan Panas Buang Kaskade Kombinasi Baru dari Pabrik Pengolahan Sampah Menjadi Energi
Main Article Content
Abstract
Pembakaran sampah telah menjadi metode utama pengolahan sampah rumah tangga perkotaan, dan dapat menghasilkan listrik dalam jumlah besar. Efisiensi pabrik pembakaran sampah berkurang karena banyaknya panas buang yang terbawa oleh gas buang. Daur ulang dan pemanfaatan panas buang dari gas buang penting dalam meningkatkan manfaat ekonomi pembakaran sampah, yang diperlukan untuk konservasi energi dan pengurangan emisi. Berdasarkan prinsip pemulihan panas buang secara berjenjang dari gas buang pembakaran sampah sambil mempertimbangkan keamanan dan efisiensi sistem, penelitian ini mengusulkan sistem pemulihan panas buang secara berjenjang kombinasi baru yang terdiri dari siklus Rankine, siklus Rankine organik, dan siklus pompa panas. Analisis termodinamika dan ekonomi dari sistem gabungan dilakukan secara rinci. Hasilnya menunjukkan bahwa efisiensi energi dari sistem gabungan dapat mencapai hingga 73%. Nilai sekarang bersih maksimum dari sistem tersebut adalah juta USD 1,59 juta, dan periode pengembalian investasi dinamis sekitar 6,5 tahun. Efisiensi isentropik dari pompa dan turbin sistem gabungan memiliki dampak signifikan pada kinerja sistem. Efisiensi isentropik yang lebih tinggi menghasilkan kinerja sistem yang lebih baik. Analisis eksergi menunjukkan bahwa evaporator sistem pompa kalor memiliki kehilangan ireversibel tertinggi
Article Details
References
R. Zhang, J. Cao, L. Lei, Y. Cao, and D. Liu, “Pilot-tests of the coal-fired power plant indirect coupling with multi-source organic solid waste incineration technology,” Fuel, vol. 369, p. 131740, 2024.
J. Bae, S. Lee, K. Kim, J. Kang, and T. Jeon, “Reassessment of lower heating value calculations for municipal solid waste incineration facilities in South Korea,” Energy, vol. 293, p. 130669, 2024.
S. Zhou et al., “Research on using municipal solid waste incineration bottom ash for cement-stabilized macadam,” Constr. Build. Mater., vol. 425, p. 135850, 2024.
Y. B. Kim, H. Park, and Y. Kim, “An empirical study on thermal efficiency and dusty moisture removal efficiency using enthalpy wheel in industrial waste incineration plant,” Appl. Therm. Eng., vol. 248, p. 123203, 2024.
H. Chen, S. Guo, X. Song, and T. He, “Design and evaluation of a municipal solid waste incineration power plant integrating with absorption heat pump,” Energy, vol. 294, p. 131007, 2024.
H. Meftahpour, R. K. Saray, A. T. Aghaei, and K. Bahlouli, “Comprehensive analysis of energy, exergy, economic, and environmental aspects in implementing the Kalina cycle for waste heat recovery from a gas turbine cycle coupled with a steam generator,” Energy, vol. 290, p. 130094, 2024.
B. Lu, L. Shi, H. Tian, X. Wang, and G. Shu, “CO2-mixture-based ship waste heat recovery system (SWHRS) with multiple energy outputs and composition-adjustable mixture,” Energy Convers. Manag., vol. 251, p. 114994, 2022.
Y. Zhao et al., “Energy and exergy analysis of a thermoelectric generator system for automotive exhaust waste heat recovery,” Appl. Therm. Eng., vol. 239, p. 122180, 2024.
F. Brahimi, B. Madani, and M. Ghemmadi, “Comparative thermodynamic environmental and economic analyses of combined cycles using air and supercritical CO2 in the bottoming cycles for power generation by gas turbine waste heat recovery,” Energies, vol. 15, no. 23, p. 9066, 2022.
X. Zhao et al., “Thermodynamic and economic analysis of a novel design combining waste tire pyrolysis with silicon production waste heat recovery and organic Rankine cycle,” Energy, vol. 283, p. 128500, 2023.
M. L. N. Carneiro and M. S. P. Gomes, “Energy, exergy, environmental and economic analysis of hybrid waste-to-energy plants,” Energy Convers. Manag., vol. 179, pp. 397–417, 2019.
S. Klute, M. Budt, M. van Beek, and C. Doetsch, “Steam generating heat pumps–Overview, classification, economics, and basic modeling principles,” Energy Convers. Manag., vol. 299, p. 117882, 2024.