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控制CO2的太阳能/甲烷互补系统热力经济性研究
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK123[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]华北电力大学,北京102206, [2]中国科学院工程热物理研究所,北京100190
  • 相关基金:973国家重点基础研究发展计划(No.2010CB227301);国家自然科学基金项目(No.51076152)
中文摘要:

基于多能源互补综合梯级利用的原则,本文提出了新型低能耗控制C02的太阳能与甲烷互补系统(LEHSOLCC),并对其进行了热力经济性分析。钯基合金膜具有很高的透氢性能,将此结构用于甲烷重整反应中,在中温条件下可实现甲烷的近完全转化,并在能量转化的同时,实现CO2的定向富集与低能耗分离。所提系统中,中温太阳能(550℃)首先经重整反应转化为合成气化学能,实现品位提升,其次通过燃料燃烧转化为高温燃气热能驱动燃气-蒸汽联合循环作功实现其高效热功转换。分析表明:额定工况下,系统发电成本为0.062S/kWh,回收期10年。与相同化石燃料输入及C02捕集水平的尾气捕集CO2的燃气-蒸汽联合循环(CC—Post)相比,发电成本降低11.4%,充分显示其性能优势。

英文摘要:

Based on the principle of cascade utilization of multiple energy resources, a gas-steam combined cycle power system integrated with solar thermo-chemical fuel conversion and CO2 capture has been proposed and analyzed. The collected solar heat at 550℃ drives the endothermic methane reforming and is converted to the produced syngas chemical exergy, and then released as high-temperature thermal energy via combustion for power generation, achieving its high-emciency heat-power conversion. The reforming reaction is integrated with a Pd-based hydrogen separation membrane, which continuously withdraws hydrogen from the reaction zone and enables nearly full methane conversion. The CO2 enriched gas being concentrated in the retentate zone is collected and processed with pre-combustion decarbonization. The results from preliminary economic analysis show that the cost of electricity is 0.062 S/kWh, 11.4% lower than that in the reference system with the same methane input and CO2 removal ratio, and payback period is 10 years.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026