勒姆周期:清洁能源天然气的综合碳捕获

创新Allam-Fetvedt周期是一个突破,可以使用天然气发电和有助于气候友好型,零的未来。这是一个高效的热能循环,避免二氧化碳排放。这个过程的关键是氧气助燃。当天然气,完全在纯氧中燃烧,只有水蒸气和二氧化碳(CO2)。煤的燃烧空气相比,排放的天然气氧气助燃更简单处理。

在使用燃煤燃烧器空气发电,烟气治疗是高度复杂的。一个典型的燃煤发电厂将过滤或静电沉淀设备拆卸尘埃和火山灰颗粒。它还将配备烟气脱硫石灰是石膏与二氧化硫的反应形式。还有可能是基于选择性催化或非DeNOx流程减少氮氧化物(NOx)排放惰性氮气。汞去除活性炭过滤器可能也是必要的。
在氧气助燃的天然气,主要产品有二氧化碳(CO2)和水蒸气。这些可以很容易分离,冷却烟气凝结的水蒸气。二氧化碳合成可液化或压缩和运输网站的利用率或封存而不需要额外的机械压缩能量消耗。
这是鲜明的对比燃烧后二氧化碳捕获与传统燃煤发电、二氧化碳捕获设备运行在接近大气压力。这意味着二氧化碳必须压缩或液化是搬到一个存储或利用的位置。压缩消耗力量在这个过程中,导致整体效率较低。
Allam-Fetvedt循环,气体由废气预热燃烧器提要。用于热回收的设备称为印刷电路热交换器,或PCHE。这是一个成熟的技术,已被应用在石油天然气行业规模几十年了。其紧凑的性质使其受欢迎的近海钻井平台上部署溢价空间。
常规燃煤发电加热蒸汽,发电涡轮机内的工作流体。在传统空气、燃气涡轮机,通常用管道天然气或revaporised液化天然气,富氮燃烧气体本身驱动发电机。Allam-Fetvedt周期、燃烧气体也被用来旋转主涡轮机。然而,在这种情况下,97%的二氧化碳和3%的水蒸汽的混合物流经涡轮。
涡轮的净功率Allam-Fetvedt LaPorte周期试验工厂,德克萨斯州,是由东芝。操作温度和压力确保二氧化碳超临界涡轮入口。水分的存在意味着碳酸形成是可能的。材料选择和涂层技术是成功的关键涡轮机生产在这个具有挑战性的操作环境。
通过多种情况下,很明显,二氧化碳作为工作流体热力学的影响力越来越大。美国DOE-funded步骤示范项目,通用电气和GTI造成了使用一个封闭的循环与超临界二氧化碳作为工作流体。意大利启动能量穹顶使用亚临界二氧化碳CO2电池在一个封闭的循环,长期储能技术一致。Allam-Fetvedt周期二氧化碳是主要的工作流体在一个半封闭,修改后的布雷顿循环。
澳大利亚,美国,加拿大,中东是主要和液化天然气出口国。液化天然气贸易的对齐这些制造商在亚洲市场已经稳定在第一个二十年。然而,随着2022年俄罗斯管道对欧洲的天然气供应减少,大型工业化国家如德国加大进口液化天然气。结果是令人震惊的2022年Q2和Q3液化天然气价格飙升。
使用本土燃料蔗渣农作物废料和煤炭储量可以减轻液化天然气进口的依赖。这些固体原料气化生成合成气喂Allam-Fetvedt周期可以是一个清洁和具有成本效益的发电方式。由于二氧化碳排放量从气化炉和Allam-Fetvedt周期可以很容易的被捕获,这些燃料可以用于气候友好的方式。