LNG冷能用于H2O/CO2混合循环富氧燃烧系统的模拟研究

作     者：韩逸骁 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：管延文

授予年度：2019年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：LNG冷能 碳捕获 H2O/CO2循环 富氧燃烧 模拟计算 

摘      要：目前气候变暖已经成为一个全球面临的问题,而CO是对气候变化影响最大的温室气体之一,在目前严峻的环境保护形势下,节能减排的呼声日益强烈,世界各国也在积极研究CO减排技术。碳捕获与封存技术(Carbon Capture and Storage,CCS)是目前公认最有前景的CO减排手段之一,而富氧燃烧(oxy-fuel combustion)技术则是实现规模化碳捕获最有前途的技术之一,天然气是目前最主要的清洁能源,碳排放系数低,将两者结合则节能减排效果更加显著。由于空分制氧及碳捕获的能耗较高,因此目前富氧燃烧技术的效率较低,另一个现实则是液化天然气(LNG)携带着大量优质冷能,因此本文构建了一套新型利用LNG冷能的天然气富氧燃烧碳捕获系统,LNG冷能被用于CO的冷却液化以改善系统效率,中和燃烧温度的循环介质由HO和CO组成,且两者的质量比例可调,通过调整两者的比例使烟气余热能被最大程度的回收,在改善系统效率的同时也实现了零碳排放。本文利用Aspen Plus软件对系统进行建模及计算,并对关键参数进行了优化以得到最佳效率表现。本文着重分析了循环介质中水的含量对系统效率的影响。结果显示当循环介质中水的质量比例小于0.3时,随着循环水回热量的增加使得系统热效率及?效率持续增长,当水的质量比例超过0.3以后,由于循环水回热的降低使得系统的热效率以及?效率则持续降低,当循环介质中水的质量比例为0.3时,系统的热效率及?效率达到最大值,分别为58.3%和41.6%。与只使用CO作为循环介质的情况相比,系统的热效率及?效率分别提高了17.3%以及21.4%。