Optimisation de la technologie de capture du carbone après combustion dans une centrale électrique à cycle combiné au gaz naturel basée sur la récupération de chaleur et l'utilisation de l'énergie froide du gaz naturel liquéfié

LEI Ting ,  

LIANG Youcai ,  

ZHU Yan ,  

YE Kai ,  

LING Xunjie ,  

DING Jinneng ,  

HU Chengxian ,  

摘要

La technologie de capture du carbone après combustion est une méthode de base et un choix inévitable pour parvenir à une production d'électricité à faibles émissions de carbone, mais son intégration dans une centrale à cycle combiné au gaz naturel entraînera une réduction significative de l'efficacité de production de l'usine. Afin de réduire les pénalités d'efficacité des systèmes de capture du carbone intégrés et d'augmenter l'efficacité globale du système, un nouveau processus de capture du carbone après combustion, basé sur la récupération de chaleur complète et l'utilisation d'énergie froide pour le gaz naturel liquéfié, est proposé. Tout d'abord, une analyse sensible des paramètres clés opérationnels du processus standard de capture du carbone, y compris la pression de la tour de régénération et la charge en liquide pauvre, est effectuée pour déterminer les paramètres opérationnels optimaux. Sur cette base, la conception et l'analyse d'un nouveau processus sont menées. Le nouveau processus utilise une petite turbine à vapeur pour récupérer la pression de vapeur basse, qui peut aider à la compression du liquide pauvre et à la récupération de la condensation de la tour de régénération tout en la refroidissant. En utilisant une chute de pression de flash-évaporation à 90 kPa, la consommation d'énergie minimale de la tour de régénération pour 1 tonne de CO2 est réduite à 3,35 GJ, soit 17,3% de moins. De plus, en récupérant la vapeur surchauffée, il est possible de réduire le débit de vapeur pauvre de 68,40 kg/s à 48,95 kg/s. En réponse à la consommation énergétique élevée du processus standard de compression de CO2 et aux pertes d'énergie froide lors de la gazéification du gaz naturel liquéfié, un nouveau processus de compression en deux étapes du CO2 avec condensation intermédiaire est proposé, réduisant la consommation d'énergie de compression de 34,5% et réduisant considérablement la charge de refroidissement et le nombre d'équipements. Les résultats de l'analyse montrent que l'efficacité pénalisée du nouveau processus de capture du carbone et du processus de compression de CO2 augmentent respectivement de 23,12% et 62,19% à 29,48% et 65,96%. Les résultats de la modélisation montrent que la puissance nette de sortie du groupe électrogène avec l'intégration du nouveau processus de capture du carbone passe de 341,93 MW à 358,75 MW, et l'efficacité nette de production passe de 48,85% à 51,25%, l'efficacité pénalisée passant de 13,77% à 9,53%, ce qui est une économie d'énergie très significative.

关键词

Centrale à cycle combiné au gaz naturel, capture du carbone après combustion, amélioration de la technologie, efficacité pénalisée, utilisation de l'énergie froide du gaz naturel liquéfié

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