的捕集方法，其特征在于:利用LNG冷能和矿石熔炼中的废气余热，采用朗肯循环冷能发电，，同时制取液态二氧化碳和干冰，使天然气气化。天然气温度从_162°C升到20°C的同时，可大大降低二氧化碳液化过程中的压力(0.15MPa左右)，同时对外输出电能。
[0016]液化天然气从储罐经过泵抽出，进入朗肯循环发电系统中的发电循环，为冷凝器提供冷量，将发电系统中的循环工质由气体冷凝成过冷液体后，液化天然气温度升高，进入到前端换热器中；
在二氧化碳气体系统中，二氧化碳气体从封闭矿熔炼电炉中由风机引出，经过除尘器后分为两路，第一路二氧化碳气体经蒸发器后二氧化碳气体温度下降并被液化，之后进入混合器中；第二路二氧化碳气体经过前端换热器后，温度降低并被液化，之后进入混合器中；混合后的液态二氧化碳经过末端换热器，放热后冷凝成干冰；
在朗肯循环发电系统中的发电循环中，液态工质被泵升压后进入蒸发器中，吸收二氧化碳气体的热量气化，随后进入透平机做功发电，而后进入冷凝器中与液化天然气换热冷凝成为液体，完成一次循环。
[0017]下面结合实例对本发明进一步具体描述，但本发明的实施不限于此，给出的运行参数可以更改。
[0018]LNG从储罐I中抽出流量为1.15kg/s，经过泵2，压力由0.14MPa升高到气化压力0.6MPa，然后进入双级朗肯循环发电系统中的第一级发电循环，为乙烯冷凝器3提供冷量，将发电系统的循环工质乙烯由气体冷凝成过冷液体后，LNG温度升高到-130.9°C，随后进入末端换热器4中，冷却经气体混合器5混合的二氧化碳气体后，LNG温度升高到_126°C，二氧化碳气体温度降至-129.7°C，之后LNG进入双级朗肯循环发电系统中的第二级发电循环，为乙烷冷凝器6提供冷量，将循环工质乙烷冷凝成过冷液体后，LNG温度升高到-100°C，最后进入到前端换热器7中，温度上升到20°C。
[0019]在二氧化碳气体系统中，二氧化碳气体从封闭菱镁矿熔炼电炉8中由风机引出，经过除尘器9后分为两路，第一路二氧化碳气体经乙烷蒸发器11后温度由52°C降为9°C，流量为5kg/s，之后经过乙烯蒸发器14，二氧化碳气体温度降为_82°C并被液化，之后进入混合器5中；第二路二氧化碳气体经过前端换热器7后，流量为3kg/s，温度降低为-82°C并被液化，之后进入混合器5中；混合后的二氧化碳气体经过末端换热器4，放热后冷凝成干冰。
[0020]在双级朗肯循环发电系统中的第一级发电循环中，液态乙烯被乙烯泵15升压至0.75MPa，乙烯泵15的输入功率为0.63kW，进入乙烯蒸发器14中吸收二氧化碳气体的热量气化，随后进入乙烯透平机13做功，输出功率为68kW，而后进入乙烯冷凝器3中与LNG换热冷凝成为液体；在双级朗肯循环发电系统中的第二级发电循环中，液态乙烷被乙烷泵12升压至3.7MPa，乙烷泵12的输入功率为2kW，进入乙烷蒸发器11中吸收二氧化碳气体的热量气化，随后进入乙烷透平机10做功，输出功率46kW，而后进入乙烷冷凝器6中与LNG换热冷凝成为液体，完成一次循环工作。
[0021]该方法可以适用于其他产生二氧化碳的矿物熔炼。
【主权项】
1.一种利用LNG冷能的矿石熔炼废气中二氧化碳的捕集方法，其特征在于:利用LNG冷能和矿石熔炼中的废气余热，采用朗肯循环冷能发电，使天然气气化，同时制取液态二氧化碳和干冰。2.根据权利要求1所述的利用LNG冷能的矿石熔炼废气中二氧化碳的捕集方法，其特征在于:具体步骤如下: 液化天然气从储罐经过泵抽出，进入朗肯循环发电系统中的发电循环，为冷凝器提供冷量，将发电系统中的循环工质由气体冷凝成过冷液体后，液化天然气温度升高，进入到前端换热器中； 在二氧化碳气体系统中，二氧化碳气体从封闭矿熔炼电炉中由风机引出，经过除尘器后分为两路，第一路二氧化碳气体经蒸发器后二氧化碳气体温度下降并被液化，之后进入混合器中；第二路二氧化碳气体经过前端换热器后，温度降低并被液化，之后进入混合器中；混合后的液态二氧化碳经过末端换热器，放热后冷凝成干冰； 在朗肯循环发电系统中的发电循环中，液态工质被泵升压后进入蒸发器中，吸收二氧化碳气体的热量气化，随后进入透平机做功发电，而后进入冷凝器中与液化天然气换热冷凝成为液体，完成一次循环。3.根据权利要求2所述的利用LNG冷能的矿石熔炼废气中二氧化碳的捕集方法，其特征在于:所采用的朗肯循环发电系统为两级朗肯发电循环系统，第一级发电循环工作工质为乙烯，第二级发电循环工作工质为乙烷；具体步骤如下: 液化天然气从储罐经过泵抽出，进入双级朗肯循环发电系统中的第一级发电循环，为乙烯冷凝器提供冷量，将发电系统的循环工质乙烯由气体冷凝成过冷液体后，液化天然气温度升高并进入末端换热器中，冷却经混合器混合的二氧化碳，之后液化天然气进入双级朗肯循环发电系统中的第二级发电循环，为乙烷冷凝器提供冷量，将循环工质乙烷冷凝成过冷液体后，液化天然气温度进一步升高，最后进入到前端换热器中； 在二氧化碳气体系统中，二氧化碳气体从封闭矿熔炼电炉中由风机引出，经过除尘器后分为两路，第一路二氧化碳气体经乙烷蒸发器降温之后再经过乙烯蒸发器，二氧化碳气体温度继续下降并被液化，之后进入混合器中；第二路二氧化碳气体经过前端换热器后，温度降低并被液化，之后也进入混合器中；混合后的液态二氧化碳经过末端换热器，放热后冷凝成干冰； 在双级朗肯循环发电系统中的第一级发电循环中，液态乙烯被乙烯泵升压后进入乙烯蒸发器中，吸收二氧化碳气体的热量气化，随后进入乙烯透平机做功发电，而后进入乙烯冷凝器中与液化天然气换热冷凝成为液体；在双级朗肯循环发电系统中的第二级发电循环中，液态乙烷被乙烷泵升压后进入乙烷蒸发器中吸收二氧化碳气体的热量气化，随后进入乙烷透平机做功发电，而后进入乙烷冷凝器中与液化天然气换热冷凝成为液体，完成一次循环。4.根据权利要求1或2所述的利用LNG冷能的矿石熔炼废气中二氧化碳的捕集方法，其特征在于:所述的矿石熔炼是针对菱镁矿石的熔炼。
【专利摘要】本发明一种利用LNG冷能的矿石熔炼废气中二氧化碳的捕集方法，属于环保领域，具体涉及一种利用液化天然气冷能，在矿石熔炼产生的废气中对二氧化碳的捕集方法。其特征在于：利用LNG冷能和矿石熔炼中的废气余热，采用朗肯循环冷能发电，使天然气气化，同时制取液态二氧化碳和干冰。本发明可使无组织排放的二氧化碳全部集中捕集，大大减少菱镁矿熔炼过程中的碳排放。结合了两级朗肯循环发电，实现温度对口，梯级利用。不需要压缩二氧化碳使其增压，只需引风机将二氧化碳气体从中引出，如此可以大幅降低二氧化碳的捕集功耗，比现有低压法（2.0MPa）可节能70%以上。
【IPC分类】F01K25/10, F01K27/00, C01B31/20, F25J1/00, F17C7/04
【公开号】CN104948246
【申请号】CN201510339362
【发明人】董辉, 赵亮, 张利慧
【申请人】东北大学, 董辉
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月18日