lng电厂零废气排放系统研究

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1、万方数据分类号UDC作者姓名:指导教师:申请学位级别:学科专业名称:论文提交目期:学位授予日期:评阅人:密级学位论文LNG电厂零废气排放系统研究张松源董辉教授东北大学热能与环境工程研究所硕士学科类别:工学制冷及低温工程2014年6月论文答辩日期:2014年6月2014年7月答辩委员会主席:于庆波韩宗伟王国胜东北大学2014年6月万方数据AThesisofRefrigerationandCryogenicEngineeringlIllllllIIIIlY2989473ResearchonZeroEmissionSystemofLNGPowerPlantByZhangS

2、ongyuanSupervisor:ProfessorDongHuiNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=£思。学位论文作者签名:璐么住日期:z/p,够、‘。zj学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有

3、关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后:半年口一年口一年半口学位论文作者签名:弓长格洹导师签签字目期:2夕,u,‘,z/r签字日万方数据壅!!盘鲎塑±鲎垡迨塞揎璺LNG电厂零废气排放系统研究摘要LNG(LiquefiedNaturalGas)是天然气脱水脱硫,除去重金属等杂质后,经深冷液化制得的低温混合物(.162℃、O.14MPa)。“十二五”规划中指出,到2030年,我国LNG进口量预计超过5000万吨,占一次能源的10%。

4、LNG所蕴含的冷能约为840kWh/tLNG,以此计算,我国每年伴随LNG进口高品质的冷能约为145.32×109kW-h,但传统的LNG海水气化及浸没式燃烧气化法严重浪费了冷能。近年来,随着温室效应的日益加重,工厂废气中二氧化碳回收的相关课题受到国内外众多关注。根据现有LNG冷能利用以及工业废气中二氧化碳回收相关课题的研究现状,本文结合LNG电厂废气的产生特点,将LNG冷能集成用于工业减排中来,提出一种以LNG冷能利用为基础的工业废气零排放动力系统设计方案。首先,选用实际气体状态方程Peng.Robinson计算LNG各工况下的参数,并讨论环境温度、LNG成分、气

5、化压力等对于LNG冷能冷火用释放的影响;然后,采用能级算法对LNG冷能利用问题迸行数学解析,以寻求具有实际意义的冷能评价和用能指导;最后,对循环工质及低温发电系统进行了研究,设计了一套集成低温动力系统,二氧化碳回收系统,氮氧分离系统3种利用方式的LNG冷能梯级利用系统流程,并给出了详细的流程参数。研究表明:①本文设计的LNG电厂零废气排放系统可实现冷能梯级利用、LNG高效气化、废气零排放的目标,并可得到副产品液态二氧化碳和液态氧气;②在不同外部因素的影响下,LNG冷能冷火用有梯级释放的特点,因此对于LNG的冷能也应采用梯级利用的方法;③对于低温发电,二氧化碳回收和氮

6、氧分离三种用能方式,通过数学分析,给出了LNG相应的理论最佳匹配温度;④配合循环工质R152a和R407c,采用纵向双级复叠发电系统,可以降低平均换热温差,具有较高的发电量;⑤系统回收液态二氧化碳2.1kg/s,回收率84%,回收液氧2.7kg/s;系统功耗主要来自压缩机构,回收单位质量的二氧化碳和氧气功耗约7kW/kg,较传统机械制冷法进行二氧化碳液化和空气液化节能约一半。关键词:LNG冷能;C02液化回收;低温发电;氮氧分离III万方数据ResearchonZeroEmissionSystemofLNGPowerPlantAbstractLNG(Liquefie

7、dNaturalGas)isakindofmixedcryogenicliquid(一162。C,0.14MPa),whichgoesthroughdehydration,desulfurization,removingofheavymetals.ThecoldenergythatcontainsintheLNGisabout840kWh/tLuG.The”12thFive-YearPlan”pointsoutthat,by2030,Chinaisexpectedtoimportsmorethan50milliontonsLNG,whichaccounts10%

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1、万方数据分类号UDC作者姓名:指导教师:申请学位级别:学科专业名称:论文提交目期:学位授予日期:评阅人:密级学位论文LNG电厂零废气排放系统研究张松源董辉教授东北大学热能与环境工程研究所硕士学科类别:工学制冷及低温工程2014年6月论文答辩日期:2014年6月2014年7月答辩委员会主席:于庆波韩宗伟王国胜东北大学2014年6月万方数据AThesisofRefrigerationandCryogenicEngineeringlIllllllIIIIlY2989473ResearchonZeroEmissionSystemofLNGPowerPlantByZhangS

2、ongyuanSupervisor:ProfessorDongHuiNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=£思。学位论文作者签名:璐么住日期:z/p,够、‘。zj学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有

3、关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后:半年口一年口一年半口学位论文作者签名:弓长格洹导师签签字目期:2夕,u,‘,z/r签字日万方数据壅!!盘鲎塑±鲎垡迨塞揎璺LNG电厂零废气排放系统研究摘要LNG(LiquefiedNaturalGas)是天然气脱水脱硫,除去重金属等杂质后,经深冷液化制得的低温混合物(.162℃、O.14MPa)。“十二五”规划中指出,到2030年,我国LNG进口量预计超过5000万吨,占一次能源的10%。

4、LNG所蕴含的冷能约为840kWh/tLNG,以此计算,我国每年伴随LNG进口高品质的冷能约为145.32×109kW-h,但传统的LNG海水气化及浸没式燃烧气化法严重浪费了冷能。近年来,随着温室效应的日益加重,工厂废气中二氧化碳回收的相关课题受到国内外众多关注。根据现有LNG冷能利用以及工业废气中二氧化碳回收相关课题的研究现状,本文结合LNG电厂废气的产生特点,将LNG冷能集成用于工业减排中来,提出一种以LNG冷能利用为基础的工业废气零排放动力系统设计方案。首先,选用实际气体状态方程Peng.Robinson计算LNG各工况下的参数,并讨论环境温度、LNG成分、气

5、化压力等对于LNG冷能冷火用释放的影响;然后,采用能级算法对LNG冷能利用问题迸行数学解析,以寻求具有实际意义的冷能评价和用能指导;最后,对循环工质及低温发电系统进行了研究,设计了一套集成低温动力系统,二氧化碳回收系统,氮氧分离系统3种利用方式的LNG冷能梯级利用系统流程,并给出了详细的流程参数。研究表明:①本文设计的LNG电厂零废气排放系统可实现冷能梯级利用、LNG高效气化、废气零排放的目标,并可得到副产品液态二氧化碳和液态氧气;②在不同外部因素的影响下,LNG冷能冷火用有梯级释放的特点,因此对于LNG的冷能也应采用梯级利用的方法;③对于低温发电,二氧化碳回收和氮

6、氧分离三种用能方式,通过数学分析,给出了LNG相应的理论最佳匹配温度;④配合循环工质R152a和R407c,采用纵向双级复叠发电系统,可以降低平均换热温差,具有较高的发电量;⑤系统回收液态二氧化碳2.1kg/s,回收率84%,回收液氧2.7kg/s;系统功耗主要来自压缩机构,回收单位质量的二氧化碳和氧气功耗约7kW/kg,较传统机械制冷法进行二氧化碳液化和空气液化节能约一半。关键词:LNG冷能;C02液化回收;低温发电;氮氧分离III万方数据ResearchonZeroEmissionSystemofLNGPowerPlantAbstractLNG(Liquefie

7、dNaturalGas)isakindofmixedcryogenicliquid(一162。C,0.14MPa),whichgoesthroughdehydration,desulfurization,removingofheavymetals.ThecoldenergythatcontainsintheLNGisabout840kWh/tLuG.The”12thFive-YearPlan”pointsoutthat,by2030,Chinaisexpectedtoimportsmorethan50milliontonsLNG,whichaccounts10%

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