La captura de carbono después de la combustión es la tecnología de respaldo y la elección inevitable para lograr una generación de energía baja en carbono, sin embargo, su integración en centrales eléctricas de ciclo combinado de gas natural reducirá significativamente la eficiencia de generación de energía de la central. Para reducir la sanción de eficiencia de las centrales con sistemas de captura de carbono integrados y mejorar la eficiencia del uso de energía del sistema en su conjunto, se propone un nuevo proceso de captura de carbono posterior a la combustión que integra la recuperación de calor residual y la utilización del frío del gas natural licuado. En primer lugar, se lleva a cabo un análisis de sensibilidad de los parámetros clave de operación del proceso convencional de captura de carbono, incluyendo la presión de la torre de regeneración y la carga líquida pobre, para obtener los parámetros operativos óptimos. Sobre esta base, se lleva a cabo el diseño y análisis del nuevo proceso. El nuevo proceso utiliza una turbina de vapor pequeña para recuperar la presión de la descarga del vapor de baja presión, que puede ayudar a comprimir el vapor pobre y recuperar el calor de condensación del agua reciclada en la torre de regeneración durante el enfriamiento. El menor consumo de energía de regeneración por tonelada de CO2 a una presión de destello de 90 kPa es de 3.35 GJ, con una reducción del 17.3%. Además, al recuperar la sobreexpansión del vapor pobre, la cantidad de vapor de extracción de baja presión se reduce de 68.40 kg/s a 48.95 kg/s. Para abordar el problema del alto consumo de energía en el proceso de compresión de CO2 convencional y el desperdicio de energía fría durante el proceso de gasificación del gas natural licuado, se propone un nuevo proceso de licuefacción intermedia de dos etapas para la compresión de CO2, que reduce la potencia de compresión en un 34.5% y reduce en gran medida la carga de enfriamiento y el número de equipos. Los resultados del análisis muestran que la eficiencia del nuevo proceso de captura de carbono y el proceso de compresión de CO2 aumentan del 23.12% y 62.19% al 29.48% y 65.96%, respectivamente. Los resultados de la simulación muestran que la potencia neta de salida de la unidad generadora de energía con el nuevo proceso de captura de carbono integrado aumenta de 341.93 MW a 358.75 MW, y la eficiencia neta de generación de energía aumenta de 48.85% a 51.25%, con una reducción de la penalización de eficiencia del 13.77% al 9.53%, lo que indica un efecto significativo de ahorro de energía.

central de ciclo combinado de gas natural; captura de carbono después de la combustión; mejora del proceso; penalización de eficiencia; utilización del frío del gas natural licuado