碳捕集煤制甲醇/动力和熔融碳酸盐燃料电池多联产工艺的技术经济和碳足迹可行性评估( Techno-economic and carbon footprint feasibility assessment for polygeneration process of carbon-capture coal-to-methanol/power and molten carbonate fuel cell )

MLA C ZAB Yu MS A WL A DA Jian

煤基化工生产过程带来严重的温室气体排放。多联产技术作为一种重要的清洁节能技术,以其能源效率高、生产成本低、排放少等优点受到越来越多的关注。为此，本工作旨在开发一种新型的碳捕集煤制甲醇/动力和熔融碳酸盐燃料电池（CTMP-MCFC）煤基多联产工艺。在拟议的工艺中，煤首先转化为粗合成气。然后，一部分粗气转移为富H2气体，其中一部分富H2气体进入MCFC的阳极，而另一部分富H2气体与其余未转移的合成气混合进入甲醇合成(MS)装置。出MS的未反应合成气随后被送入燃气轮机(GT)用于发电。GT排出的气体进入MCFC的阴极进行CO2和O2的供给，同时CO2富集到阳极进行碳捕获。最后提出了三个级别的余热回收蒸汽循环用于全球余热回收。提出了一种扩展的基于夹点的Duran-Grossmann（D-G）模型来优化余热利用。通过灵敏度分析研究了MCFC中关键参数的交互作用。为了验证多联产工艺的可行性，对多联产工艺进行了全面的技术经济和碳足迹性能评价。与基础厂相比，碳足迹显示了拟议系统降低碳排放的巨大能力。CTMP-MCFC的产品成本为12.47$/GJ，降低1.68%。CTMP-MCFC的（火用）效率提高了8.53%，并确定了最大（火用）损失的机组，为进一步节能提供了依据。这项工作的重要贡献突出了通过MCFC集成的多联产过程提高整体性能的强大潜力。

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