生物质化学链气化－燃气轮机－有机朗肯循环发电

• 作者: 穆林 胡天才 王震 黄贤坤 赵亮 尹洪超
• 来源期刊: 洁净煤技术
• 学科: 工学
• 关键词: 生物质化学链气化 燃气轮机发电 有机朗肯循环 效率分析 Aspen Plus
• 年，卷（期）: 2023,（5）
• 所属期刊栏目: 2060碳中和
• 页码范围: 15-24
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13226/j.issn.1006-6772.CN22071101

摘要

生物质化学链气化(BCLG)是具有发展前景的生物质利用和碳捕集技术，有机朗肯循环(ORC)是可提高能源品位的能源转化技术。为实现生物质能源高值化利用，提出了一种生物质化学链气化联合燃气轮机(GT)并耦合有机朗肯循环(ORC)的新型发电系统。该系统通过子系统间物质/能源交换实现了不同品位能源的梯级利用。采用Aspen Plus软件进行模拟，研究以玉米秸秆、稻秆及麦秆为气化燃料时，氧与生物质比(λ)和压气机压比(PR)等对BCLG-GT系统发电效率的影响。模拟结果表明，麦秆是3种生物质中应用于BCLG-GT系统的最优气化燃料，最佳模拟工况为：λ=0.05,PR=13。在BCLG-GT子系统运行最佳工况基础上耦合ORC子系统，研究了4种不同有机流体工质(R245fa、R134a、HCFC-123和R-404A)和有无回热装置对ORC子系统发电效率的影响。结果表明：R245fa具有更高的实用价值与较好的环境友好性，相较其他3种有机流体工质具有明显优势；另外，加装回热装置后，ORC系统的净输出功率提高了13.37%,新型具有回热装置的BCLG-GT-ORC发电系统的净能量效率达35.48%。本研究为工业规模的生物质化学链气化装置的设计和优化提供思路和理论指导。