摘要：利用发电厂烟道气（以下简称烟气,主要成分为CO2与N2）开采天然气水合物（以下简称水合物）是一种安全、环保的方法,但目前对于该开采方法的能耗及能效情况仍缺乏深入的研究。为此,建立了一种烟气开采水合物的流程：烟气通过增压注入到水合物储层,储层中的水合物一部分发生热分解,另一部分与烟气置换得到CH4-CO2-N2混合气,再经膜组件分离除去N2得到提浓后的CH4-CO2混合气,最后将CH4-CO2混合气输送至原发电厂发电。进而采用Aspen Plus软件对这一过程进行了模拟,分析了不同注入压力下烟气置换过程的采注比、置换采出CH4的比例以及整个过程的能耗与能效。结果表明：（1）烟气开采水合物过程的主要能耗在增压注入阶段,注入压力的增加会导致增压阶段与膜分离阶段的能耗相应增加,但在一定程度上也可提高压力能回收率;（2）注入压力在516 MPa条件下,烟气置换过程的采注比为0.030.26,置换采出CH4的比例为19.9%56.2%,烟气开采水合物全过程的单位能耗为2.151.05（k W·h）/kgCH4,能源投入回报值（EROI）介于7.214.7。结论认为：在510 MPa范围内增加注入压力可有效地提高烟气开采水合物过程的能效。

关键词：发电厂烟道气 天然气水合物 开采 能效 模拟 

单位：华南理工大学化学与化工学院·传热强化与过程节能教育部重点实验室