CO2-enhanced and humidified operation of a micro-gas turbine for carbon capture
CO2-enhanced and humidified operation of a micro-gas turbine for carbon capture
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用于碳捕获的微型燃气轮机的 CO2 强化和加湿运行
DOI：
10.1016/j.jclepro.2017.12.062
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发表时间：
2018
影响因子：
11.1
通讯作者：
Best T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Best T
由于温室气体排放是气候变化的主要驱动因素，必须减少二氧化碳的来源，特别是来自电力生产等碳密集型行业。天然气提供的电力比例越来越大；然而，其较低的碳强度不足以做出相应的减排贡献，以避免2°C的全球变暖。其烟气中二氧化碳的低分压使得燃烧后捕集更具挑战性——增加废气中的二氧化碳有助于提高捕集效率。本文通过实验研究了加湿空气涡轮与废气再循环相结合对提高co2分压的影响，以评估其在不同降压比下对排放和涡轮参数的影响。研究发现，二氧化碳含量可以从1.5%增加到5.3%，这意味着更有效的燃烧后捕获将是可能的。在低降压比（低于60%）的情况下，高水平同时使用二氧化碳和蒸汽会增加不完全燃烧，CO从49 ppm增加到211 ppm， ch4从2.5 ppm增加到52 ppm；在更高的功率输出时，这种影响被抵消了。涡轮循环加湿导致涡轮效率的净提高，在特定燃料消耗的基础上高达5.5%。
As greenhouse gas emissions are a key driver of climate change, sources of CO2must be mitigated, particularly from carbon-intensive sectors, like power production. Natural gas provides an increasingly large percentage of electricity; however its lower carbon intensity is insufficient to make proportional reduction contributions to circumvent 2 °C global warming. The low partial pressure of CO2in its flue gas makes post-combustion capture more challenging – increasing the CO2in the exhaust assists in enhancing capture efficiency. This paper experimentally investigates the impact of the combination of humidified air turbines and exhaust gas recirculation to increase CO2partial pressures, with the aim of evaluating their effects on emissions and turbine parameters at various turndown ratios. It was found that CO2levels could be increased from 1.5 to 5.3 vol%, meaning more efficient post-combustion capture would be possible. CO2and steam additions increased incomplete combustion when used together at high levels for low turndown ratios (below 60%), with CO increasing from 49 to 211 ppm and CH4from 2.5 to 52 ppm; this effect was negated at higher power outputs. Turbine cycle humidification resulted in net improvements to the turbine efficiency, by up to 5.5% on a specific fuel consumption basis.
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