LNG冷能發(fā)電與菱鎂礦熔煉煙氣CO2捕集一體化工藝機(jī)理.pdf

1、液化天然氣(LNG)是一種通過(guò)低溫工藝?yán)鋬鲆夯傻囊约淄闉橹鞯?-162℃、0.14MPa)液體混合物。LNG所蘊(yùn)含的冷能約為840kWh/tLNG。以此計(jì)算，遼寧省每年伴隨著LNG進(jìn)口的高品質(zhì)的冷能約為75.6×109kWh。在使用時(shí)，需要根據(jù)終端用戶(hù)的不同而選擇相應(yīng)的氣化壓力將LNG重新氣化。LNG在氣化為天然氣的過(guò)程中會(huì)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(fèi)了冷能，還會(huì)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(lái)，隨著溫室效應(yīng)的日益加重，將LNG冷能與溫室氣體CO2的回收相結(jié)合的課題收到國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注。我國(guó)遼寧省大石橋市的菱鎂礦資源約占全國(guó)儲(chǔ)量的85％，在其熔煉過(guò)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(huì)經(jīng)過(guò)任何處理，直接排放進(jìn)大氣中，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。能否將LNG冷能利用與而二氧化碳收集結(jié)合起來(lái)？本文將展開(kāi)針對(duì)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(jī)理性研究。
　　首先，在分析LNG冷能特點(diǎn)、氣化曲線分布的基礎(chǔ)上，結(jié)合LNG冷能及物理(火用)的釋放情況以及有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)的特點(diǎn)，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(jí)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與菱鎂礦熔煉過(guò)程中CO2回收及空氣分離過(guò)程一體化工藝基本流程;然后，對(duì)此流程進(jìn)行熱力學(xué)分析，計(jì)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(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)選擇對(duì)循環(huán)性能的影響;最后得到結(jié)論。
　　經(jīng)研究表明:
　　(1)以LNG為冷源，菱鎂礦熔煉過(guò)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(xué)基本定律，其理論上是可行的;
　　(2)有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)法LNG冷能發(fā)電量可達(dá)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