【摘要】：隨著社會經(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)得到越來越廣泛的運用。為了應(yīng)對全球氣候變化,減排CO_2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CO_2的商業(yè)化可行技術(shù)。本文在查閱總結(jié)大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對利用液化天然氣(LNG)冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩恿ο到y(tǒng)展開研究,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)鈩恿ο到y(tǒng)模型。模擬運行計算后得出,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,高壓氧氣的生產(chǎn)功耗為234.7 kW·h·t-1,比常規(guī)的三塔空分流程低20.6%;相對常規(guī)富氧燃燒系統(tǒng),利用LNG冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩恿ο到y(tǒng)(簡稱新系統(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%,CO_2捕集率為96.5%時,新系統(tǒng)捕集單位CO_2的能耗(SPECCA)為1.72 MJLHV·kg-1 CO_2,比常規(guī)富氧燃燒系統(tǒng)低46.3%;與其他利用LNG冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩恿α鞒滔啾?新系統(tǒng)的?效率基本相當(dāng),但捕集單位CO_2所消耗的LNG冷能(SLNCC)僅為1.8 kgLNG·kg-1CO_2,遠(yuǎn)低于同類型流程所需的8.7~32.8 kgLNG·kg-1CO_2,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CO_2。同時,本文對利用LNG冷能的富氧燃燒燃?xì)鈩恿ο到y(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,系統(tǒng)的CO_2捕集率取96.5%時,捕集單位CO_2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電機做功越多,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)品攤更多能耗,可以大幅提高系統(tǒng)的發(fā)電效率。
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ511

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本文編號：2775885