Conceptual Design of Semi-Closed Oxy-Fuel Combustion Combind-Cycle

Abstract: Popular Abstract in Swedish Vi använder allt mer energi och efterfrågan kommer bara öka, fram till 2050 spås en fördubbling av världens efterfrågan av energi. Drygt 85 procent av den energi som produceras i dag kommer från fossila bränslen som bidrar till växthuseffekten. En ny rapport från FN:s klimatpanel, IPCC, visar att koldioxid står för runt 76 procent av det totala utsläppet av växthusgaser och det behövs omfattande åtgärder för att minska CO2-utsläppen till en acceptabel nivå. När det gäller utsläppen som kommer från den energiproducerande delen så kan dessa minskas genom växling till renare bränsle, energibesparingar, användning av förnybara energikällor som vind, sol och vattenkraft och koldioxidavskiljning (CCS). CCS, där man skiljer ut koldioxiden från andra rökgaser och sedan lagrar den under markytan eller under havsbotten, är just nu det mest effektiva och bäst tillämpbara sättet att avskilja koldioxid i kraftverk som använder fossila bränslen. Det finns flera olika tekniker för att skilja ut koldioxiden så som post-combustion, oxy-fuel combustion och pre-combustion. Semi-Closed Oxy-Fuel Combustion Combined Cycle (SCOC-CC) är ytterligare en teknik för koldioxid avskiljning. Vid SCOC-CC används syre för att förbränna bränslet, kvar blir koldioxid och vatten som sedan kyls och kondenseras och bara lämnar kvar koldioxiden. Avgaser med ren koldioxid delas upp och går till största delen tillbaka in i cykeln. En mindre del komprimeras och går vidare till lagring. Oxy-fuel gasturbin har CO2 som arbetsmedia och således måste gasturbinen designas om. I den här avhandlingen utvecklas och modelleras en SCOC-CC-termodynamisk cykel med värme- och massbalansprogrammet IPSEpro. Avhandlingen studerar också oxy-fuel gasturbinens mean-line och through-flow design.