利用LNG冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩?dòng)力系統(tǒng)集成建模與優(yōu)化.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，天然氣作為高效，清潔的能源已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化，減排CO2是當(dāng)今人類在能源生產(chǎn)中面臨的最大挑戰(zhàn)。富氧燃燒發(fā)電技術(shù)是目前為止唯一能夠大規(guī)模捕集CO2的商業(yè)化可行技術(shù)。本文在查閱總結(jié)大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)利用液化天然氣（LNG）冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩?dòng)力系統(tǒng)展開(kāi)研究，主要內(nèi)容如下：
　　利用流程模擬軟件Aspen Plus建立利用LNG冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩?dòng)力系統(tǒng)模型。模擬運(yùn)

2、行計(jì)算后得出,當(dāng)液體空分產(chǎn)品的生產(chǎn)功耗為常規(guī)空分流程的50％時(shí)，高壓氧氣的生產(chǎn)功耗為234.7kW·h·t-1，比常規(guī)的三塔空分流程低20.6%；相對(duì)常規(guī)富氧燃燒系統(tǒng)，利用LNG冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩?dòng)力系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱新系統(tǒng)）的發(fā)電效率為54.4%，比常規(guī)富氧燃燒系統(tǒng)高3.9%；氧氣摩爾純度為95%，CO2捕集率為96.5%時(shí)，新系統(tǒng)捕集單位CO2的能耗（SPECCA）為1.72MJLHV·kg-1 CO2，比常規(guī)富氧燃燒系統(tǒng)低46.3%；與其

3、他利用LNG冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩?dòng)力流程相比，新系統(tǒng)的?效率基本相當(dāng)，但捕集單位CO2所消耗的LNG冷能（SLNCC）僅為1.8kgLNG·kg-1CO2，遠(yuǎn)低于同類型流程所需的8.7～32.8kgLNG·kg-1CO2，因此采用本文的新流程利用等量的LNG冷能可以經(jīng)濟(jì)地減排更多CO2。
　　同時(shí)，本文對(duì)利用LNG冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩?dòng)力系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，結(jié)果表明：（1）在空分裝置中增加液體產(chǎn)品的產(chǎn)量可以有效地降低

4、單位高壓氧氣產(chǎn)品能耗，從而提升系統(tǒng)的發(fā)電效率；（2）系統(tǒng)最適高壓氧氣濃度為95%～97%之間；（3）當(dāng)氧氣摩爾濃度為95%時(shí)，系統(tǒng)的CO2捕集率取96.5%時(shí)，捕集單位CO2的能耗（SPECCA）最低；（4）系統(tǒng)中燃?xì)馔钙降倪M(jìn)氣溫度（TIT）越高，燃?xì)廨啓C(jī)壓縮比越大，系統(tǒng)的發(fā)電效率越高；（5）蒸汽循環(huán)中主蒸氣的壓力及溫度越高,蒸汽推動(dòng)發(fā)電機(jī)做功越多，可以提高系統(tǒng)的輸出功及發(fā)電效率越高；（6）當(dāng)空分裝置中液體產(chǎn)品分?jǐn)偢嗄芎?，可以大幅提?/p>