本發(fā)明液化天然氣冷能利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣余熱和co2的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在全球能源消費(fèi)量和一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，天然氣的占比逐年攀升：1980～2014年之間全球一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，全球天然氣消費(fèi)量急劇上升，天然氣的占比由19.5％提高至23.7％。我國(guó)天然氣消費(fèi)量占一次能源比例由2006年的2.7％到2015年的5.9％，年均增長(zhǎng)0.9％。截止2014年，全球管道氣和液化天然氣(lng)的占比分別為66.6％和33.4％，其中身處亞太地區(qū)的中國(guó)的天然氣以lng為主要存在形式，在未來10～20年的時(shí)間內(nèi)，lng將成為我國(guó)天然氣市場(chǎng)的主力軍。我國(guó)lng進(jìn)口量由2006年的9億m³增長(zhǎng)至2015年的258億m³，年均增長(zhǎng)45.2％；中國(guó)已運(yùn)營(yíng)的lng工廠總生產(chǎn)能力為180萬t，已建成lng接收站11座，在建和規(guī)劃建設(shè)的lng接收站18座，2014年進(jìn)口量為584億m³，其中2015年建成投產(chǎn)的營(yíng)口港接收能力為300萬t/a，約占我國(guó)lng接收總量的7％。lng的儲(chǔ)存條件一般為t＝-162℃、p＝0.14mpa，通常在供給用戶使用前應(yīng)該氣化為城市供氣管網(wǎng)所要求的溫度和壓力。lng在氣化過程中，會(huì)釋放大量冷能(860～883kj/kg)，以此計(jì)算可知營(yíng)口港每年可利用的冷功率為65mw，折合電能約為10億kwh，但目前在營(yíng)口市l(wèi)ng接收終端還未建成lng冷能利用項(xiàng)目，因此營(yíng)口港擁有大量尚未得到充分利用的lng冷能。lng釋放的冷能通常會(huì)被用做發(fā)電、空氣分離、co2捕集等。在lng冷能發(fā)電系統(tǒng)中，如果以余熱資源作為系統(tǒng)高溫?zé)嵩?，能夠提升冷熱源溫差，相比于空氣和海水，可以有效減少海水或空氣的動(dòng)力消耗，進(jìn)而可以提高朗肯循環(huán)的能源利用率。

全球碳排放報(bào)告顯示，過去幾年里中國(guó)是co2排放量最大的國(guó)家(約占29％)，而中國(guó)近兩年對(duì)天然氣等清潔能源使用量的穩(wěn)步攀升使得2015年全球co2排放量終止了過去10年的快速增長(zhǎng)，排放量為357億t，其中工業(yè)過程產(chǎn)生co2的占比約為21％，而菱鎂礦的熔煉煅燒技術(shù)所產(chǎn)生的co2是工業(yè)生產(chǎn)中不容忽視的一個(gè)部分。我國(guó)菱鎂礦資源豐富，分布廣泛，其中遼寧省營(yíng)口市大石橋地區(qū)的菱鎂礦已探明總儲(chǔ)量930萬t，保有儲(chǔ)量929萬t，占全省的82.2％，占全國(guó)總儲(chǔ)量的56.9％以上(占世界菱鎂礦總儲(chǔ)量的16.3％以上)。2013年遼寧省生產(chǎn)氧化鎂產(chǎn)品為7.873×10⁶t，每生產(chǎn)1噸mgo制品，至少可產(chǎn)生1.1t的co2，因此營(yíng)口地區(qū)每年co2的排放量約為400萬t，且絕大部分隨煙氣排出；由此可見，遼寧省菱鎂礦產(chǎn)業(yè)每年的co2排放量是相當(dāng)大的。同時(shí)菱鎂礦熔煉煙氣帶走了大量的熱量，約占菱鎂礦熔煉工藝總能耗的12％以上，遼寧省電熔鎂行業(yè)每年耗電量高達(dá)70億kwh(占營(yíng)口地區(qū)工業(yè)用電量50％以上，占遼寧省工業(yè)用電量6.2％)，因此熔煉煙氣帶走的熱量相當(dāng)于8.4億kwh電量，而熔煉、煅燒鎂行業(yè)煙氣余熱回收在國(guó)內(nèi)尚處于起步階段。為保護(hù)環(huán)境提高能源利用率，提出一種能夠減少菱鎂礦熔煉生產(chǎn)工藝中co2氣體排放和余熱資源浪費(fèi)的技術(shù)已經(jīng)刻不容緩。目前co2捕集技術(shù)的相關(guān)研究基本集中在吸收法與吸附法，而利用低溫液化法分離co2的研究相對(duì)較少且不夠成熟。但有相關(guān)研究已經(jīng)證明利用低溫液化分離法對(duì)co2進(jìn)行捕集可以有效的減少co2的排放量。國(guó)內(nèi)外co2的工業(yè)液(固)化工藝大多是把常壓下的氣態(tài)co2經(jīng)過2級(jí)或3級(jí)壓縮至1.6～2.5mpa，然后利用制冷機(jī)組使其降溫液化。在低溫液化分離法捕集co2技術(shù)中，如果所選冷源可以直接為co2液(固)化提供所需的低溫環(huán)境，便可顯著降低co2液(固)化工藝的工作壓力和設(shè)備負(fù)荷，最終達(dá)到節(jié)能降耗的目的。因此將lng冷能用于co2捕集已經(jīng)成為當(dāng)今研究的重點(diǎn)。但現(xiàn)有利用lng冷能對(duì)co2液化分離的技術(shù)中，其co2來源，或者是理論上假設(shè)的co2，或者是系統(tǒng)自身產(chǎn)生的co2，而鮮有涉及菱鎂礦熔煉或煅燒煙氣中的co2。菱鎂礦熔煉煙氣經(jīng)除塵后溫度約為80℃，成分是co2與空氣混合后富含co2的空氣，因此利用lng直接冷凝液化分離技術(shù)來捕集菱鎂礦熔煉煙氣中co2理論上是可行的。

現(xiàn)有利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣中余熱和co2的復(fù)合循環(huán)大多是由朗肯循環(huán)簡(jiǎn)單串聯(lián)而成，且其循環(huán)工質(zhì)都是以單一工質(zhì)為主，對(duì)混合工質(zhì)還是一片空白，最終導(dǎo)致系統(tǒng)存在了大量的冷能浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣余熱和co2的系統(tǒng)及方法，提高能源利用率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣余熱和co2的系統(tǒng)，包括級(jí)聯(lián)雙級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)系統(tǒng)、lng氣化系統(tǒng)和co2捕集系統(tǒng)，級(jí)聯(lián)雙級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)、一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)、二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)和二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)，一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)包括依次相連的泵一、蒸發(fā)器一、汽輪機(jī)一、蒸發(fā)冷凝器二和蒸發(fā)冷凝器一，一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)包括依次相連的泵二、回?zé)崞饕弧⒄舭l(fā)器二、汽輪機(jī)二、所述回?zé)崞饕缓退稣舭l(fā)冷凝器二，二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)包括依次相連的泵三、蒸發(fā)器三、汽輪機(jī)三、回?zé)崞魅?、蒸發(fā)冷凝器四和蒸發(fā)冷凝器三，二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)包括依次相連的泵四、回?zé)崞鞫⒄舭l(fā)器四、汽輪機(jī)四、所述回?zé)崞鞫退稣舭l(fā)冷凝器四，lng氣化系統(tǒng)包括依次連接的泵五、所述蒸發(fā)冷凝器一、所述蒸發(fā)冷凝器二、所述蒸發(fā)冷凝器三和所述蒸發(fā)冷凝器四，co2捕集系統(tǒng)包括依次連接的所述蒸發(fā)器四、所述蒸發(fā)器三、所述蒸發(fā)器二、所述蒸發(fā)器一、氣液分離器和所述回?zé)崞魅?/p>

所述的利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣余熱和co2的系統(tǒng)，其中一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)一為甲烷+乙烷，一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)二為乙烷+丙烯，二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)三為丙烯+丙烷，二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)四為正丁烷+正戊烷。

利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣余熱和co2的方法，基于上述的利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣余熱和co2的系統(tǒng)，具體包括如下過程：

(1)lng氣化：

從儲(chǔ)罐中出來的lng直接進(jìn)入泵五進(jìn)行加壓處理，然后依次進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器一、蒸發(fā)冷凝器二、蒸發(fā)冷凝器三、蒸發(fā)冷凝器四分別與級(jí)聯(lián)雙級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)一～四進(jìn)行換熱，對(duì)循環(huán)工質(zhì)一～四進(jìn)行冷凝的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身的蒸發(fā)氣化，最終吸熱氣化后的天然氣經(jīng)過進(jìn)一步升溫、加臭處理達(dá)到城市輸氣管網(wǎng)溫度要求后供給城市燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)；

(2)co2捕集：

從儲(chǔ)氣柜中出來的菱鎂礦熔煉煙氣具有高溫高壓，煙氣依次進(jìn)入蒸發(fā)器四、蒸發(fā)器三與二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)四及二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)三進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)初步預(yù)冷；經(jīng)過預(yù)冷后的煙氣依次進(jìn)入蒸發(fā)器二、蒸發(fā)器一與一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)二及一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)一進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)co2的冷凝，從蒸發(fā)器一出來的煙氣中部分co2已經(jīng)被冷凝為液態(tài)，該氣液混合物直接進(jìn)入到氣液分離器中將液態(tài)co2產(chǎn)品分離儲(chǔ)存；分離了液態(tài)co2后的煙氣直接進(jìn)入回?zé)崞魅c二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)三進(jìn)行換熱，進(jìn)行冷能的進(jìn)一步利用；從回?zé)崞魅鰜淼臒煔鉃闇囟容^低的冷空氣，可以直接排入大氣中或者為生活生產(chǎn)區(qū)的空調(diào)和冷藏設(shè)備提供冷能；

(3)級(jí)聯(lián)雙級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)系統(tǒng)工作過程：

a)在一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)一，經(jīng)過蒸發(fā)器一蒸發(fā)后形成氣流直接進(jìn)入汽輪機(jī)一進(jìn)行膨脹做功，做功后的乏氣一依次進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器二、蒸發(fā)冷凝器一與lng及一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)二進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)冷凝，冷凝后的循環(huán)工質(zhì)一進(jìn)入泵一進(jìn)行加壓，加壓后的循環(huán)工質(zhì)一進(jìn)入蒸發(fā)器一與煙氣進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)氣化，形成循環(huán)工作狀態(tài)；

b)在一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)二，經(jīng)過蒸發(fā)器二蒸發(fā)后形成氣流直接進(jìn)入汽輪機(jī)二進(jìn)行膨脹做功，做功后的乏氣二進(jìn)入回?zé)崞饕慌c從泵二出來的經(jīng)過冷凝加壓后的循環(huán)工質(zhì)二進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)預(yù)冷，預(yù)冷后的循環(huán)工質(zhì)二進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器二與lng以及一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)一進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)冷凝，冷凝后的循環(huán)工質(zhì)二依次進(jìn)入泵二和回?zé)崞饕贿M(jìn)行加壓預(yù)熱，加壓預(yù)熱后的循環(huán)工質(zhì)二進(jìn)入蒸發(fā)器二與煙氣進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)氣化，形成循環(huán)工作狀態(tài)；

c)在二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)三，經(jīng)過蒸發(fā)器三蒸發(fā)后形成氣流直接進(jìn)入汽輪機(jī)三進(jìn)行膨脹做功，做功后的乏氣三進(jìn)入回?zé)崞魅c分離了co2后的低溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)預(yù)冷，預(yù)冷后的循環(huán)工質(zhì)三依次經(jīng)過蒸發(fā)冷凝器四、蒸發(fā)冷凝器三與lng進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)冷凝，冷凝后的低溫循環(huán)工質(zhì)三進(jìn)入泵三進(jìn)行加壓處理，加壓后的循環(huán)工質(zhì)三進(jìn)入蒸發(fā)器三與煙氣進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)氣化，形成循環(huán)工作狀態(tài)；

d)在二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)四，經(jīng)過蒸發(fā)器四蒸發(fā)后形成氣流直接進(jìn)入汽輪機(jī)四進(jìn)行膨脹做功，，做功后的乏氣四進(jìn)入回?zé)崞鞫c從泵四出來的冷凝加壓后的循環(huán)工質(zhì)四進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)預(yù)冷，預(yù)冷后的循環(huán)工質(zhì)四進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器四與lng和循環(huán)工質(zhì)三進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)冷凝，冷凝后的循環(huán)工質(zhì)四進(jìn)入泵四加壓，加壓后的循環(huán)工質(zhì)四依次進(jìn)入回?zé)崞鞫?、蒸發(fā)器四進(jìn)行吸熱氣化，形成循環(huán)工作狀態(tài)。

本發(fā)明的有益效果為：

1)本發(fā)明將級(jí)聯(lián)雙級(jí)朗肯循環(huán)和嵌套式朗肯循環(huán)相結(jié)合，使得一體化系統(tǒng)在沿著冷熱流體流動(dòng)方向和冷熱能傳遞方向都實(shí)現(xiàn)了溫度對(duì)口、梯級(jí)利用，形成了一種更為完善的高效利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣中余熱和co2資源的方法；

2)本發(fā)明中系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)選取的是甲烷-乙烷、乙烷-丙烯、丙烯-丙烷、正丁烷-正戊烷這樣的有機(jī)工質(zhì)混合物，相比于單質(zhì)工質(zhì)，混合有機(jī)物工質(zhì)更能迎合煙氣和lng的變溫?fù)Q熱特性，有效的減小了系統(tǒng)在換熱過程中的不可逆損失；

3)本發(fā)明提出的一體化系統(tǒng)中加入了回?zé)嵫b置，減小了朗肯循環(huán)冷凝過程中循環(huán)工質(zhì)與冷源之間的換熱溫差進(jìn)而減小了系統(tǒng)中的不可逆換熱損失；

4)本發(fā)明將液化冷凝了co2后的低溫?zé)煔庵刑N(yùn)含的冷能進(jìn)行了進(jìn)一步利用，使得最終分離了co2的低溫?zé)煔鉁囟葍H為-61.82℃，相比于現(xiàn)有系統(tǒng)中約-120℃的冷空氣，本發(fā)明所產(chǎn)生冷空氣中的冷能更便于利用；

5)本發(fā)明提出的一體化系統(tǒng)中能源利用率得到提升，其冷能利用率由原來的11.8％提升到19.71％，其效率由原來的52％提升到了56.9％。

附圖說明

圖1為利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣余熱和co2的系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面以某典型lng和大石橋地區(qū)某菱鎂礦熔煉工藝產(chǎn)生的煙氣為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步具體描述，但是本發(fā)明的實(shí)施不限于此，其運(yùn)行參數(shù)可以根據(jù)不同lng、煙氣以及對(duì)產(chǎn)品和產(chǎn)能的不同需求進(jìn)行修改。

如圖1所示，利用lng冷能回收捕集菱鎂礦熔煉煙氣余熱和co2的系統(tǒng)，包括級(jí)聯(lián)雙級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)系統(tǒng)、lng氣化系統(tǒng)和co2捕集系統(tǒng)，級(jí)聯(lián)雙級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)、一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)、二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)和二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)，一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)包括依次相連的泵一2、蒸發(fā)器一10、汽輪機(jī)一18、蒸發(fā)冷凝器二7和蒸發(fā)冷凝器一6，一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)包括依次相連的泵二3、回?zé)崞饕?4、蒸發(fā)器二11、汽輪機(jī)二19、所述回?zé)崞饕?4和所述蒸發(fā)冷凝器二7，二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)包括依次相連的泵三4、蒸發(fā)器三12、汽輪機(jī)三20、回?zé)崞魅?6、蒸發(fā)冷凝器四9和蒸發(fā)冷凝器三8，二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)包括依次相連的泵四5、回?zé)崞鞫?5、蒸發(fā)器四13、汽輪機(jī)四21、所述回?zé)崞鞫?5和所述蒸發(fā)冷凝器四9，lng氣化系統(tǒng)包括依次連接的泵五1、所述蒸發(fā)冷凝器一6、所述蒸發(fā)冷凝器二7、所述蒸發(fā)冷凝器三8和所述蒸發(fā)冷凝器四9，co2捕集系統(tǒng)包括依次連接的所述蒸發(fā)器四13、所述蒸發(fā)器三12、所述蒸發(fā)器二11、所述蒸發(fā)器一10、氣液分離器17和所述回?zé)崞魅?6。

工作過程如下：在lng氣化系統(tǒng)中，流量為4.17kg/s、溫度為-162℃、壓力為0.14mpa的lng從儲(chǔ)罐中流出后直接進(jìn)入泵五1進(jìn)行加壓后溫度壓力分別為-161.9℃和0.28mpa，升壓后的lng進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器一6對(duì)循環(huán)工質(zhì)一進(jìn)行冷凝，吸熱后的lng溫度升高為-144.9℃，此時(shí)的lng為氣液混合狀態(tài)，緊接著lng進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器二7對(duì)循環(huán)工質(zhì)二和循環(huán)工質(zhì)一進(jìn)行冷凝，進(jìn)一步吸熱后的lng的溫度變?yōu)?94.84℃，此時(shí)的lng基本處于氣態(tài)，然后lng進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器三8對(duì)循環(huán)工質(zhì)三進(jìn)行冷凝，經(jīng)過第三次吸熱后，lng的溫度變?yōu)?94.07℃，緊接著lng進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器四9對(duì)循環(huán)工質(zhì)四和循環(huán)工質(zhì)三進(jìn)行冷凝，經(jīng)過第四次吸熱后lng的溫度達(dá)到-30.31℃，此時(shí)的lng已經(jīng)是氣態(tài)，經(jīng)過進(jìn)一步升溫、加臭處理達(dá)到城市供氣管網(wǎng)要求后便可通入城市供氣管網(wǎng)。

在co2捕集系統(tǒng)中，溫度為80℃，壓力為0.3mpa的菱鎂礦熔煉煙氣在經(jīng)過儲(chǔ)氣柜穩(wěn)定后以22.22kg/s的流量首先進(jìn)入蒸發(fā)器四13中對(duì)循環(huán)工質(zhì)四進(jìn)行放熱使其蒸發(fā)氣化，放熱后的煙氣溫度降為49.02℃，緊接著煙氣進(jìn)入蒸發(fā)器三12對(duì)循環(huán)工質(zhì)三進(jìn)行放熱使其蒸發(fā)氣化，經(jīng)過第二次放熱后煙氣溫度降為10℃，然后煙氣進(jìn)入蒸發(fā)器二11對(duì)循環(huán)工質(zhì)二進(jìn)行放熱使其蒸發(fā)氣化，第三次放熱后煙氣溫度降為-37.92℃，緊接著煙氣進(jìn)入蒸發(fā)器一10對(duì)循環(huán)工質(zhì)一進(jìn)行放熱使其氣化，經(jīng)過第四次放熱后煙氣溫度降為-97.32℃，此時(shí)煙氣中的部分co2發(fā)生冷凝液化，將此時(shí)氣液混合態(tài)的煙氣直接通入氣液分離器17，將液態(tài)co2分離儲(chǔ)存為捕集到的co2產(chǎn)品，co2產(chǎn)品產(chǎn)量為4315kg/h，分離了部分co2后的煙氣緊接著進(jìn)入回?zé)崞魅?6進(jìn)一步利用煙氣中的冷能，從回?zé)崞魅?6中出來的煙氣溫度為-61.82℃，氣流量為21.02kg/s，可以作為一種冷空氣產(chǎn)品供給周邊生活生產(chǎn)區(qū)的空調(diào)和冷藏設(shè)備使用。

級(jí)聯(lián)雙級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)系統(tǒng)在冷熱源物流流動(dòng)方向上是級(jí)聯(lián)雙級(jí)朗肯循環(huán)，而在冷熱能傳遞方向上均是一個(gè)嵌套式朗肯循環(huán)。首先在一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)中，循環(huán)工質(zhì)一為甲烷與乙烷的混合物，其甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％；從蒸發(fā)器一10出來的溫度為-43.81℃、壓力為0.8mpa的循環(huán)工質(zhì)一直接進(jìn)入汽輪機(jī)一18進(jìn)行膨脹做功，做功后的乏氣一的溫度和壓力分別為-80℃和0.4mpa，乏氣依次進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器二7、蒸發(fā)冷凝器一6與lng及一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)二進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)混合工質(zhì)一的冷凝，冷凝后的混合工質(zhì)一(溫度為-140℃)進(jìn)入泵一2進(jìn)行加壓，加壓后的混合工質(zhì)一溫度壓力分別為-139.7℃和0.8mpa，緊接著混合工質(zhì)一進(jìn)入蒸發(fā)器一10與煙氣進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)氣化，至此一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)形成。

一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)中，循環(huán)工質(zhì)二為乙烷和丙烯的混合物，乙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70％；從蒸發(fā)器二11出來的溫度壓力分別為-8.934℃和0.2mpa的循環(huán)工質(zhì)二直接進(jìn)入汽輪機(jī)二19進(jìn)行膨脹做功，做功后的乏氣二溫度壓力分別為-30℃和0.1mpa，然后乏氣進(jìn)入回?zé)崞饕?4與從泵二3出來經(jīng)過冷凝加壓后的循環(huán)工質(zhì)二進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)預(yù)冷，預(yù)冷后的循環(huán)工質(zhì)二溫度為-50℃，緊接著進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器二7與lng和循環(huán)工質(zhì)一進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)冷凝，冷凝后的工質(zhì)溫度為-80℃，然后進(jìn)入泵二3進(jìn)行加壓，加壓后的循環(huán)工質(zhì)二壓力變?yōu)?.2mpa，緊接著進(jìn)入回?zé)崞饕?4利用乏氣二的余熱進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的循環(huán)工質(zhì)二的溫度為-66.58℃，然后進(jìn)入蒸發(fā)器二11與煙氣進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)氣化，至此一級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)形成。

在二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)中，循環(huán)工質(zhì)三為丙烷和丙烯的混合物，丙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％；從蒸發(fā)器三12出來的溫度壓力分別為-1.293℃和0.2mpa的循環(huán)工質(zhì)三直接進(jìn)入汽輪機(jī)三20進(jìn)行膨脹做功，做功后的乏氣三的溫度和壓力分別為-28℃和0.1mpa，然后進(jìn)入回?zé)崞魅?6與分離了co2后的低溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)預(yù)冷，預(yù)冷后的循環(huán)工質(zhì)三溫度為-60℃，預(yù)冷后的循環(huán)工質(zhì)三依次經(jīng)過蒸發(fā)冷凝器四9、蒸發(fā)冷凝器三8與lng及循環(huán)工質(zhì)四進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)冷凝，冷凝后的循環(huán)工質(zhì)三溫度為-90℃，進(jìn)入泵三4進(jìn)行加壓處理，加壓后的循環(huán)工質(zhì)三溫度壓力分別為-89.94℃和0.2mpa，進(jìn)入蒸發(fā)器三12與煙氣進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)氣化，至此二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)外循環(huán)形成。

在二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)中，循環(huán)工質(zhì)四為異丁烷和正丁烷的混合物，異丁烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44.62％；從蒸發(fā)器四13出來的溫度壓力分別為27℃和0.3mpa的循環(huán)工質(zhì)四直接進(jìn)入汽輪機(jī)四21進(jìn)行膨脹做功，做功后的乏氣四的溫度壓力分別為-2.575℃和0.1mpa，然后乏氣四進(jìn)入回?zé)崞鞫?5與從泵四5出來的冷凝加壓后的循環(huán)工質(zhì)四進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)預(yù)冷，預(yù)冷后的循環(huán)工質(zhì)四溫度為-5.848℃，然后進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器四9與lng和循環(huán)工質(zhì)三進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)冷凝，冷凝后的循環(huán)工質(zhì)四溫度為-80.10℃，緊接著進(jìn)入泵四5加壓，加壓后的循環(huán)工質(zhì)四溫度壓力分別為-80℃和0.3mpa，然后依次進(jìn)入回?zé)崞鞫?5、蒸發(fā)器四13進(jìn)行吸熱氣化，至此二級(jí)嵌套式朗肯循環(huán)內(nèi)循環(huán)形成。