• No results found

Process Design – Energy Carrier Production 180531

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Process Design – Energy Carrier Production 180531"

Copied!
4
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Anonymity Code: ___________________________________ 

Process Design – Energy Carrier Production

7,5

ECTS

Ladok code:A500TA

The exam is given to: KMREC

Date of exam: May 31, 2018 Time: 09.00-13.00

Means of assistance: Calculator, Steam table, Dictionary

Total amount of points on exam: 50 points Requirements for grading:

Grade F: Less than 17 points Grade FX: Minimum 17 points Grade E: Minimum 20 points Grade D: Minimum 25 points Grade C: Minimum 30 points Grade B: Minimum 35 points Grade A: Minimum 40 points Additional information:

Next re-exam date:

The marking period is, for the most part, 15 working days, plus up to 5 working days for administration: Otherwise it´s the following date:

Important! Do not forget to write the Anonymity Code on each paper you hand in! Good Luck!

Examiner: Phone number:

(2)

  Anonymity Code: ___________________________________    1. When designing a heat exchanger network, one common strategy is to use Pinch  technology. In this case you have 4 streams (2 hot and 2 cold) with the following stream  data:     

  Tin (°C)  Tout(°C)  Heat capcity,  

mcp ( kW/K)  Hot stream 1  270  80  15  Hot stream 2  220  60  10  Cold stream 1  50  220  20  Cold stream 2  160  210  20    a. Draw the GCC curve  (2p)  b. What is the Pinch temperature?   (2p)  c. Determine the minimum energy requirement of hot and cold utility   (2p)  d. Design a minimum energy requirement heat exchanger network  (5p)  e. What will happen with the Pinch Point and the heating and cooling demand if the  mass flow of Cold stream 2 is doubled?  (2p)    2. A company is investing in a new process and has two different alternatives; project A and  project B. The minimum company discount rate is 10%.      Initial investment  $million  After tax cash flow   (year 1) $million  After tax cash flow   (year 2‐9) $million  Project A  60  11  13  Project B  100  15  21    Discount factors:    P to F:  1   F to P:  1   A to P:    a. Draw the non‐discounted cash flow diagram for both projects  (2p)  b. Find the NPV for each project   (2p)  c. What discount rate would give NPV=0?  (2p)  d. Which of the projects is recommended? Justify your answer!  (2p)       

(3)

  Anonymity Code: ____________________________________________      3. A common way to produce electricity from a solid fuel is first to combust the fuel and  use the released heat in a Rankine cycle  a. Describe how a Rankine cycle works and the main parts  (2p)  b. One way to increase the efficiency of a Rankine cycle is to introduce a feed water  heater. Why will the efficiency increase if a feed water heater is added and what  measures are necessary in the process in order to introduce the feed water  heater?  (3p)  c. There are two types of feed water heaters; explain how they work and what the  benefits and drawbacks are with each of them.  (4p)  d. Describe at least two other options to increase the electrical efficiency in a power  boiler  (2p)  e. Why has it become easier to justify waste combustion in Sweden compared to  other countries like Spain?  (2p)    4. Within a power boiler, the heat exchanging to the steam occurs through a number of  different heat exchanger sections.  a. What sections are present in a typical boiler?  (2p)  b. What is the sequence with respect to flue gas and water respectively?  (2p)    5. Waste with the net calorific value 11 MJ/kg is burned in a Clausius‐Rankine process  producing electric power, see the figure below. The steam generated in the boiler has  the temperature t=400 °C and the pressure p=40 bar. After some time, the fuel is  changed to biomass, with the net calorific value 10 MJ/kg. The superheaters are  modified in this case in order to produce a steam with the temperature t=540 °C and the  pressure p=140 bar, which increases the efficiency of the process. One feedwater heater  using an extracted steam at 3.5 bar is used and the condenser is cooled by river water  and could thus maintain a pressure of 0.08 bar. The steam flow and the feed water  temperature before the economiser are the same in both cases. The generator efficiency  is 96% and the turbine internal thermodynamic efficiency is 85%.       a. Calculate the electric power (MW) produced in both cases.  (8p)  b. Research work has made it possible to increase the steam temperature in waste  combustion to 450 °C and in biomass combustion to 600 °C. How much extra  income is made with the increased steam data, given that the electricity is worth  0.5 SEK/kWh? The yearly operating time is 6000 hours.  (4p)   

(4)

References

Related documents

Thus, the energy intensive process industries studied and focused on in this thesis exemplify the importance of introducing a strategic perspective on energy, an appropriate

The energy intensive process industries studied in this thesis exemplify the importance of introducing a strategic perspective on energy, an appropriate approach for planning,

The  answer  to  this  question  is  rather  wide  and  can  be  found  in  many  parts  of 

Planning production and supply chain in energy intensive process industries. Linköping Studies in Science and Technology

Herr Åsbrink påbördar de enskilda bankerna, att de varit för frikostiga med krediter till näringslivet - bank- krediter till staten bekymrar honom på intet sätt

Flickan Kersti från Olsgår- den kan inte få utlopp för sin inne- boende värme eller befrielse från sin rädsla, förrän hon resolut går ut för att söka

Den svenska socialdemokratiska entu- siasmen för den sandinistiska revolutio- nen stannade inte blott vid ett omfattande partipolitiskt stöd och ett frikostigt statligt

Med detta dras även slutsatsen att urvalskriterierna i den föreliggande litteraturöversikten var fullgott specifika och reproducerbara för att kunna besvara syftet om att