Beta 1


Title Optimering af anlæg for integration af flydende naturgasudnyttelse udnyttelse (LNG) og CO2-lagring (CCS)
Author Risborg, Christian
Supervisor Elmegaard, Brian (Thermal Energy Systems, Department of Mechanical Engineering, Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Brix, Wiebke (Thermal Energy Systems, Department of Mechanical Engineering, Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Dalsgård, Henrik (Viegand&Maagøe Aps)
Institution Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark
Thesis level Master's thesis
Year 2010
Abstract En af det 21. århundrets store omdrejningspunkt har været en reduktion af drivhusgasserne. Drivhusgasser medvirker at klodens temperatur stiger, hvilket vil medfører klimakatastrofer i store dele af verden. Pga. det fleksible elforbrug har det vist sig, at være en stor udfordring med produktion af elektricitet udelukkende fra vedvarende energikilder. Dette især, da de er afhængige af en udefra-kommende variabel, såsom vejret. Derfor er det nærliggende at overveje en udbyggelse af nuværende fossile teknologier. I dette projekt analyseres udnyttelsen af køle effekten i flydende naturgas i forbindelse med et oxyfuelanlæg med CCS (Carbon Capture and Storage). Projektets hovedformål er, at undersøge hele processen fra produktionen af LNG til dens fuldstændige udnyttelse i et oxyfuel-anlæg med CCS. Der er foreslået flere anlæg til udnyttelse af køleffekten og flere parametres indflydelse på det samlede system, er undersøgt for at kunne optimere processen. I dette projekt vil der blive fokuseret på anlægget til isolering af CO2 fra røggassen og ikke så meget på selve deponeringen af CO2. Til undersøgelse af den samlede kredsproces er opbygget flere modeller i simuleringsprogrammer EES og DNA. EES benyttes til at simulere 2 anlæg til produktion af LNG, hvorefter DNA benyttes til at simulere hele oxyfuel-anlægget med CCS. Det viser sig, at hvis en stor udnyttelse af køleeffekten i LNG skal opnås, er det vigtigt med en samlet analyse af alle parametre. Det viser sig desuden, at en kombination af en gasturbine og en rankinekredsproces, er den klart mest fordelagtige måde at opbygge oxyfuel-anlægget. Desuden viser det sig, at der i LNG ikke er nok køleeffekt til at hele strømmen af LNG sidenhen kan afbrændes i brænderen. Vigtige parametre i dette system er især trykket i iltflowet og temperatur i indløb til gasturbine. Modellerne sammenlignes med lign. modeller fra litteraturen. Til sidst er der lavet en del økonomiske overvejelser, hvor et af de simulerede anlæg sammenlignes med et almindelig combined cycle anlæg.
Abstract One of the 21 first century major goals has been a reduction of greenhouse gases that contribute to Earth’s temperature rise. This leads to climate disasters in many parts of the world. Due to the flexibility of the electricity consumption it appears that the challenge of generation electricity from entirely renewable energy sources is extremely hard since they are independent of an external forces. Therefore it is obvious to consider a development of the current fossile techonologies. This project analyzes the use of cooling effect in LNG (Liquified Natural Gas) in an oxy fuel plant with CCS (Carbon Capture and storage). The projects main objective is to examine the entire process from production of LNG to its exploitation in a oxy fuel system with CCS. To examine this system several different systems is proposed, and several parameters affect on the overall system is studied to optimize the system. The focus of the project will be on the plant for isolation of CO2 from flue gas, not on the actual deposit of CO2. The overall cycle is studied by developing different models in the simulationprograms EES and DNA. EES is used to simulate 2 different plants to estimate the required effect to produce LNG. DNA is used to simulate the entire oxy fuel plant with CCS. As a result it turns out, that if a high utilization of the cooling effect in LNG is a important goal. it is important to make comprehensive analysis of all parameters. It turns out that a combination of a gas turbine and a rankine process is clearly the most efficient way. Moreover it appears, that the cooling effect in LNG is not enough to make a system where LNG is heated by condensation of CO2, and sent directly to the burner in the gas turbine. The most important parameters in this system is the pressure in the oxygen flow and the pressure ratio in the gas turbine. The results are compared to systems found in the litterature. At last some economic parameters from one of the system with intercooling is compared with a normal combined cycle power plant.
Note Engelsk titel: Optimization of systems for integration of liquefied natural gas (LNG) and Carbon Capture and Storage (CCS)
Imprint DTU Mekanik : Kgs.Lyngby
Pages 139
Series MEK-TES-EP-2010-19
Admin Creation date: 2011-06-24    Update date: 2011-06-28    Source: dtu    ID: 277865    Original MXD