发电厂烟气开采天然气水合物过程能效模拟-天然气工业.pdf

第37 卷第5 期 新　能　源 ·119· 发电厂烟气开采天然气水合物过程能效模拟 樊栓狮　王 曦　郎雪梅　王燕鸿 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 摘 要　利用发电厂烟道气（以下简称烟气，主要成分为CO 与N ）开采天然气水合物（以下简称水合物）是一种安全、环保的方法， 2 2 但目前对于该开采方法的能耗及能效情况仍缺乏深入的研究。为此，建立了一种烟气开采水合物的流程 ：烟气通过增压注入到水合 物储层，储层中的水合物一部分发生热分解，另一部分与烟气置换得到CH -CO -N 混合气，再经膜组件分离除去N 得到提浓后的 4 2 2 2 CH -CO 混合气，最后将CH -CO 混合气输送至原发电厂发电。进而采用Aspen Plus 软件对这一过程进行了模拟，分析了不同注入 4 2 4 2 压力下烟气置换过程的采注比、置换采出CH4 的比例以及整个过程的能耗与能效。结果表明 ：①烟气开采水合物过程的主要能耗在 增压注入阶段，注入压力的增加会导致增压阶段与膜分离阶段的能耗相应增加，但在一定程度上也可提高压力能回收率 ；②注入压 力在5 ～16 MPa 条件下，烟气置换过程的采注比为0.03 ～0.26 ，置换采出CH4 的比例为19.9% ～56.2% ，烟气开采水合物全过程 EROI 的单位能耗为2.15 ～1.05 (kW ·h)/kgCH4 ，能源投入回报值 （ ）介于7.2 ～14.7。结论认为 ：在5 ～10 MPa 范围内增加注入压 力可有效地提高烟气开采水合物过程的能效。 关键词　发电厂烟道气　天然气水合物　开采　能效　模拟　能源投入回报值　置换　二氧化碳 DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2017.05.016 Energy efficiency simulation of the process of gas hydrate exploitation from flue gas in an electric power plant Fan Shuanshi, Wang Xi, Lang Xuemei Wang Yanhong (MOE Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation//School of Chemistry and Chemical Engi- neering, South China Uni