[发明专利]一种燃气轮机利用LNG冷能碳捕集系统及碳捕集方法

权利要求书

1.一种燃气轮机利用LNG冷能碳捕集系统，其特征在于，包括：

液态天然气储存装置(1)，用于储存液态天然气；

烟气冷却液化分离装置(2)，与所述液态天然气储存装置(1)连接，其一端还与外部的燃气轮机(3)连接，用于利用所述液态天然气的冷能对所述燃气轮机(3)排放的烟气中的CO₂气体进行冷却，使其变成液态CO₂以从烟气中分离出来；

CO₂收集装置(4)，与所述烟气冷却液化分离装置(2)的另一端连通，用于对所述液态CO₂进行储存。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：天然气输送系统；

所述天然气输送系统的一端与所述液态天然气储存装置(1)连通，另一端通入烟气冷却液化分离装置(2)内部并穿出与所述燃气轮机(3)连接，用于输送天然气供给所述燃气轮机(3)燃烧。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：余热锅炉；

所述余热锅炉的烟气入口与所述燃气轮机(3)的烟气出口连通，其烟气出口与所述烟气冷却液化分离装置(2)连通，用于利用所述燃气轮机(3)排放的烟气的余热对水加热。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述烟气冷却液化分离装置(2)包括依次连通的烟气预冷装置(21)、烟气净化过滤干燥装置(22)、烟气冷却装置(23)、冷箱(24)及液化CO₂分离装置(25)；

所述烟气预冷装置(21)的烟气入口与所述燃汽轮机(3)烟气出口或所述余热锅炉的烟气出口连通，所述烟气预冷装置(21)的冷却管路与所述液态天然气储存装置(1)连通；

所述液化CO₂分离装置(25)与所述CO2收集装置(4)连通。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述烟气预冷装置(21)或烟气冷却装置(23)分别连接液态天然气输送管，利用液态天然气气化过程释放的冷能对烟气进行预冷或深度冷却。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述烟气冷却装置(23)包括压缩机(26)、增压机(28)、膨胀机(29)及换热器；

所述压缩机(26)、所述增压机(28)及所述换热器依次连通；

所述膨胀机(29)分别与所述增压机(28)和所述换热器连通，且所述膨胀机(29)将部分被所述增压机(28)增压的高压烟气膨胀，通过膨胀吸热对所述换热器内部的烟气进行冷却。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述烟气净化冷却液化分离的压缩机(26)、增压机(28)利用所述化石燃料火力发电厂生产的高压蒸汽或电力驱动，或直接由燃气轮机(3)直接带动。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述换热器的冷却介质入口还与所述液态天然气储存装置(1)连通；

所述液态天然气储存装置(1)储存的液态天然气经过所述换热器气化吸热对所述换热器内部的烟气进行冷却。

9.一种燃气轮机利用LNG冷能碳捕集方法，其特征在于，包括：

确定液态天然气储存装置技术参数；

根据所述技术参数计算可利用LNG冷源总冷量Q_LNG；

根据所述液态天然气冷源总冷量Q_LNG和预设CO₂的最终参数，计算可处理的烟气总流量F_烟；

根据设备参数，计算在所述烟气总流量F_烟下，利用所述LNG冷源总冷量Q_LNG实现烟气温度下降数值T；

根据所述设备参数和所述温度下降数值T，设置换热器级数；

利用所述换热器及所述液态天然气储存装置对燃气轮机排放的烟气进行碳捕集。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述液态天然气与烟气的换热量计算方法为：

Q_LNG＝Q_LNG潜热+Q_气升温＝F_LNG*Q_LNG潜热+F_LNG*(T_供-T₁)*C_p气＝Q_换热器+Q_预冷器+Q_冷箱；

其中：

Q_LNG为LNG可用冷能量，单位为kJ/h；

F_LNG为LNG流量，单位为kg/h；

Q_LNG潜热为LNG的气化潜热，单位为kJ/kg，LNG气化潜热为509.6kJ/kg-522kJ/kg；

T_供为LNG气化后供给燃气轮机天然气的温度，T₁为LNG从LNG储罐出来的初始温度；C_p气为气态LNG的比热容，单位为kJ/kg℃；

Q_换热器为换热器热交换的能量，Q_预冷器为预冷器热交换的能量，Q_冷箱为冷箱热交换的能量。