LNG電廠零廢氣排放系統(tǒng)研究.pdf

1、LNG（Liquefied Natural Gas）是天然氣脫水脫硫，除去重金屬等雜質(zhì)后，經(jīng)深冷液化制得的低溫混合物(-162℃、0.14MPa)。“十二五”規(guī)劃中指出，到2030年，我國(guó)LNG進(jìn)口量預(yù)計(jì)超過(guò)5000萬(wàn)噸，占一次能源的10％。LNG所蘊(yùn)含的冷能約為840kWh/tLNG，以此計(jì)算，我國(guó)每年伴隨LNG進(jìn)口高品質(zhì)的冷能約為145.32×109kWh，但傳統(tǒng)的LNG海水氣化及浸沒式燃燒氣化法嚴(yán)重浪費(fèi)了冷能。近年來(lái)，隨著溫室效應(yīng)

2、的日益加重，工廠廢氣中二氧化碳回收的相關(guān)課題受到國(guó)內(nèi)外眾多關(guān)注。根據(jù)現(xiàn)有LNG冷能利用以及工業(yè)廢氣中二氧化碳回收相關(guān)課題的研究現(xiàn)狀，本文結(jié)合LNG電廠廢氣的產(chǎn)生特點(diǎn)，將LNG冷能集成用于工業(yè)減排中來(lái)，提出一種以LNG冷能利用為基礎(chǔ)的工業(yè)廢氣零排放動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
　　首先，選用實(shí)際氣體狀態(tài)方程Peng-Robinson計(jì)算LNG各工況下的參數(shù)，并討論環(huán)境溫度、LNG成分、氣化壓力等對(duì)于LNG冷能冷火用釋放的影響;然后，采用能級(jí)算

3、法對(duì)LNG冷能利用問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)解析，以尋求具有實(shí)際意義的冷能評(píng)價(jià)和用能指導(dǎo);最后，對(duì)循環(huán)工質(zhì)及低溫發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了一套集成低溫動(dòng)力系統(tǒng)，二氧化碳回收系統(tǒng)，氮氧分離系統(tǒng)3種利用方式的LNG冷能梯級(jí)利用系統(tǒng)流程，并給出了詳細(xì)的流程參數(shù)。
　　研究表明:①本文設(shè)計(jì)的LNG電廠零廢氣排放系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)冷能梯級(jí)利用、LNG高效氣化、廢氣零排放的目標(biāo)，并可得到副產(chǎn)品液態(tài)二氧化碳和液態(tài)氧氣;②在不同外部因素的影響下，LNG冷能冷火用有梯級(jí)

4、釋放的特點(diǎn)，因此對(duì)于LNG的冷能也應(yīng)采用梯級(jí)利用的方法;③對(duì)于低溫發(fā)電，二氧化碳回收和氮氧分離三種用能方式，通過(guò)數(shù)學(xué)分析，給出了LNG相應(yīng)的理論最佳匹配溫度;④配合循環(huán)工質(zhì)R152a和R407c，采用縱向雙級(jí)復(fù)疊發(fā)電系統(tǒng)，可以降低平均換熱溫差，具有較高的發(fā)電量;⑤系統(tǒng)回收液態(tài)二氧化碳2.1kg/s，回收率84％，回收液氧2.7kg/s;系統(tǒng)功耗主要來(lái)自壓縮機(jī)構(gòu)，回收單位質(zhì)量的二氧化碳和氧氣功耗約7kW/kg，較傳統(tǒng)機(jī)械制冷法進(jìn)行二氧化碳