Zero-Emission Combined Power Cycle Using LNG Cold

使用液化天然气冷的零排放联合动力循环

• 批准号: 12650209
• 负责人: TAKATA Yasuyuki
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12650209/
• 关键词: LNG; Liquefied Carbon dioxide; Combined cycle; ASPEN-PLUS; Thermodynamic Analysis; CO_2

A potential zero emission combined power generation plant fired by liquefied natural gas (LNG) has been investigated. A mixture of carbon dioxide(CO2)-steam is used as the working fluid of a gas turbine cycle, which replaces the normal combustion-in-air products and air, notably as the thermal ballast for the control of flame temperature. Oxygen (O2) is used as the fuel oxidant and is obtained from an air separation unit (ASU). The excess CO2 due to combustion is extracted by a simple flow separator and liquefied ready to be reused and/or sequestered. We proposed several types of cycles and compared with each other by analyzing them thermodynamically with the aid of ASPEN-PLUS software. The plant configuration and thermodynamics of the cycle are discussed first and then the optimised overall efficiency of the plant is calculated with a comparison of 100 % and 120 % stoichiometric combustion. The overall net efficiency, optimised to pressure and temperature levels complying with the material and cooling techniques currently available, is around 56 % (LHV basis), including the energy penalty of the ASU and the CO2 separation.

对一种潜在的零排放液化天然气（LNG）联合发电装置进行了研究。二氧化碳（CO2）-蒸汽的混合物被用作燃气涡轮机循环的工作流体，其代替正常的空气中燃烧产物和空气，特别是作为用于控制火焰温度的热镇流器。氧气（O2）用作燃料氧化剂，并从空气分离装置（ASU）中获得。燃烧产生的过量CO2通过简单的流动分离器提取并液化，以便重新使用和/或隔离。本文提出了几种循环形式，并借助ASPEN-PLUS软件对它们进行了热力学分析比较。首先讨论了该循环的装置结构和热力学，然后计算了装置的优化总效率，并对100%和120%化学计量燃烧进行了比较。根据目前可用的材料和冷却技术，针对压力和温度水平进行优化的总净效率约为56%（基于LHV），包括ASU和CO2分离的能量损失。

项目成果

S. Velautham, T. Ito, Y. Takata: "Zero-Emission Combined Power Cycle Using LNG Cold"JSME International Journal, Series B. Vol. 44, No. 4.. 668-674 (2001)

S. Velautham、T. Ito、Y. Takata：“使用 LNG 冷的零排放联合动力循环”JSME 国际期刊，B 系列卷。

S.Velautham, T.Ito, Y.Takata: "Carbon dioxide capture from fossil fuel-fired power generation"Proceedings of the POWER-GEN Asia 2001. (CD-ROM). (2001)

S.Velautham、T.Ito、Y.Takata：“从化石燃料发电中捕获二氧化碳”2001 年 POWER-GEN Asia 会议记录。（CD-ROM）。

伊藤猛宏, 高田保之, 赤坂亮: "流体の熱物性値プログラム・パッケージPROPATH第11.2版-新物質およびMS-EXCELからの利用法-"熱物性. 14-2. 114-119 (2000)

Takehiro Ito、Yasuyuki Takada、Ryo Akasaka：“流体热物理特性程序包 PROPATH 版本 11.2 - MS-EXCEL 中的新物质和用途 -”热物理特性 114-119 (2000)。

S.Velautham,伊藤猛宏,高田保之: "LNGの冷却を利用するゼロエミッション複合動力サイクル"第7回動力・エネルギー技術シンポジウム「動力・エネルギー技術の最前線2000」. 28-32 (2000)

S. Velautham、Takehiro Ito、Yasuyuki Takada：“使用液化天然气冷却的零排放联合动力循环”第七届电力和能源技术研讨会“2000 年电力和能源技术前沿”28-32 (2000)。

S.Velautham, T.Ito, Y.Takata: "Zero-Emission Combined Power Cycle Using LNG Cold"JSME International Journal, Series B. 44-4. 668-674 (2001)

S.Velautham、T.Ito、Y.Takata：“使用 LNG 冷的零排放联合动力循环”JSME 国际期刊，B. 44-4 系列。