发电厂烟气开采天然气水合物过程能效模拟
[Abstract]:It is a safe and environmentally friendly method to exploit natural gas hydrate (hereinafter referred to as hydrate) by using flue gas of power plant (hereinafter referred to as flue gas, mainly composed of CO_2 and NST2). However, the energy consumption and energy efficiency of the mining method are still lack of in-depth research. In this paper, a process of gas hydrate extraction is established: the gas is injected into the hydrate reservoir by pressurization, one part of the hydrate in the reservoir is decomposed, and the other part is replaced with the flue gas to get the CH_4-CO_2-N_2 mixture gas. Then the enhanced CH_4-CO_2 mixture is obtained by separating the N\ -2 from the membrane module, and finally the CH_4-CO_2 mixture is transported to the original power plant for power generation. Then the process is simulated by Aspen Plus software, and the ratio of gas injection to injection, the ratio of CH_4 produced by replacement, and the energy consumption and energy efficiency of the whole process are analyzed under different injection pressure. The results show that: (1) the main energy consumption in the gas hydrate extraction process is at the booster injection stage, and the increase of the injection pressure will result in a corresponding increase in the energy consumption in the pressurization stage and the membrane separation stage. However, to some extent, the recovery rate of pressure energy can also be increased. (2) the injection pressure is 5 ~ 16 MPa, In the process of flue gas replacement, the ratio of recovery and injection is 0.03 ~ 0.26, the ratio of CH_4 produced by replacement is 19.9 and 56.2, the energy consumption per unit of the whole process of gas hydrate mining is 2.15 ~ 1.05 (k W h) / kg Ch _ 4, and the return value of energy input (EROI) is between 7.2 ~ 14.7. It is concluded that increasing the injection pressure within the range of 5 ~ 10 MPa can effectively improve the energy efficiency of the gas hydrate extraction process.
【作者单位】: 华南理工大学化学与化工学院·传热强化与过程节能教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目“快速可逆天然气水合物储存水凝胶体系构建及其过程强化研究”(编号:51576069) 国家重点研发计划项目“海洋天然气水合物试采技术和工艺”(编号:2016YFC0304006)
【分类号】:TE37
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,本文编号:2228441
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