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LNG (Liquefied Natural Gas)是天然气脱水脱硫,除去重金属等杂质后,经深冷液化制得的低温混合物(-162℃、0.14MPa)。“十二五”规划中指出,到2030年,我国LNG进口量预计超过5000万吨,占一次能源的10%。LNG所蕴含的冷能约为840kWh/tLNG,以此计算,我国每年伴随LNG进口高品质的冷能约为145.32×109kWh,但传统的LNG海水气化及浸没式燃烧气化法严重浪费了冷能。近年来,随着温室效应的日益加重,工厂废气中二氧化碳回收的相关课题受到国内外众多关注。根据现有LNG冷能利用以及工业废气中二氧化碳回收相关课题的研究现状,本文结合LNG电厂废气的产生特点,将LNG冷能集成用于工业减排中来,提出一种以LNG冷能利用为基础的工业废气零排放动力系统设计方案。首先,选用实际气体状态方程Peng-Robinson计算LNG各工况下的参数,并讨论环境温度、LNG成分、气化压力等对于LNG冷能冷火用释放的影响；然后,采用能级算法对LNG冷能利用问题进行数学解析,以寻求具有实际意义的冷能评价和用能指导；最后,对循环工质及低温发电系统进行了研究,设计了一套集成低温动力系统,二氧化碳回收系统,氮氧分离系统3种利用方式的LNG冷能梯级利用系统流程,并给出了详细的流程参数。研究表明：①本文设计的LNG电厂零废气排放系统可实现冷能梯级利用、LNG高效气化、废气零排放的目标,并可得到副产品液态二氧化碳和液态氧气；②在不同外部因素的影响下,LNG冷能冷火用有梯级释放的特点,因此对于LNG的冷能也应采用梯级利用的方法；③对于低温发电,二氧化碳回收和氮氧分离三种用能方式,通过数学分析,给出了LNG相应的理论最佳匹配温度；④配合循环工质R152a和R407c,采用纵向双级复叠发电系统,可以降低平均换热温差,具有较高的发电量；⑤系统回收液态二氧化碳2.1kg/s,回收率84%,回收液氧2.7kg/s；系统功耗主要来自压缩机构,回收单位质量的二氧化碳和氧气功耗约7kW/kg,较传统机械制冷法进行二氧化碳液化和空气液化节能约一半。