LNG冷能發(fā)電與菱鎂礦熔煉煙氣CO2捕集一體化工藝機理.pdf

1、液化天然氣(LNG)是一種通過低溫工藝冷凍液化而成的以甲烷為主的(-162℃、0.14MPa)液體混合物。LNG所蘊含的冷能約為840kWh/tLNG。以此計算，遼寧省每年伴隨著LNG進口的高品質的冷能約為75.6×109kWh。在使用時，需要根據(jù)終端用戶的不同而選擇相應的氣化壓力將LNG重新氣化。LNG在氣化為天然氣的過程中會釋放出大量的冷能，傳統(tǒng)方法所采用的海水加熱氣化LNG，不但浪費了冷能，還會影響海洋生態(tài)環(huán)境。冷能發(fā)電是LNG冷

2、能利用的最主要途徑之一。近年來，隨著溫室效應的日益加重，將LNG冷能與溫室氣體CO2的回收相結合的課題收到國內外越來越多學者的關注。我國遼寧省大石橋市的菱鎂礦資源約占全國儲量的85％，在其熔煉過程中，每生產(chǎn)1噸氧化鎂材料，將伴隨產(chǎn)生1.1噸二氧化碳。根據(jù)目前大石橋地區(qū)的電熔鎂生產(chǎn)工藝，產(chǎn)生的煙氣不會經(jīng)過任何處理，直接排放進大氣中，對環(huán)境造成嚴重污染。能否將LNG冷能利用與而二氧化碳收集結合起來？本文將展開針對LNG冷能發(fā)電與大石橋市電熔

3、鎂行業(yè)所排放的煙氣中CO2的捕集一體化工藝流程的機理性研究。
　　首先，在分析LNG冷能特點、氣化曲線分布的基礎上，結合LNG冷能及物理(火用)的釋放情況以及有機朗肯循環(huán)(ORC)的特點，提出了以大石橋地區(qū)電熔鎂行業(yè)所排放煙氣為熱源，以LNG為冷源的雙級朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與菱鎂礦熔煉過程中CO2回收及空氣分離過程一體化工藝基本流程;然后，對此流程進行熱力學分析，計算出流程的凈發(fā)電量，(火用)效率以及冷能利用效率，以期研究理論可行性;

4、其次，研究了LNG氣化壓力，及有機朗肯循環(huán)工質選擇對循環(huán)性能的影響;最后得到結論。
　　經(jīng)研究表明:
　　(1)以LNG為冷源，菱鎂礦熔煉過程排放煙氣為熱源的LNG冷能發(fā)電與CO2捕集一體化工藝流程符合熱力學基本定律，其理論上是可行的;
　　(2)有機朗肯循環(huán)(ORC)法LNG冷能發(fā)電量可達46.34kWh/tLNG，朗肯發(fā)電循環(huán)的冷能利用率為44.23％，可獲得-194℃的液態(tài)空氣產(chǎn)品233.30kg/tLNG，空氣