若干化學鏈系統的過程模擬和分析評價.pdf

1、化石能源的大量使用造成了溫室效應的日益加劇。富氧燃燒系統是一種極具潛力的CCS技術，但是由于空分系統成本高，能耗大導致富氧燃燒系統的成本高，凈效率低。目前有兩種解決途徑：
　　1.尋求一種新的減排燃燒方式；
　　2.設計一種低能耗空分技術與富氧燃燒系統耦合?；瘜W鏈燃燒技術（CLC）是一種新型的CCS技術，避免了燃料與空氣的直接接觸，抑制了NOx的生成，具備CO2內分離、能源梯級利用、熱效率高的特點。基于CLC原理的化學鏈空分

2、技術（CLAS），系統簡單以及運行能耗低，與富氧燃燒技術耦合后能夠提高系統的效率，降低系統發(fā)電成本。
　　本文利用Aspen Plus分別模擬了600MWe CLC燃氣蒸汽發(fā)電機組和CLC蒸汽循環(huán)發(fā)電機組，并根據模擬結果進行了能耗分析和火用分析。結果顯示，CLC蒸汽循環(huán)系統的凈發(fā)電效率為39％，火用效率為45.26%，分別比CLC燃氣蒸汽循環(huán)系統提高了21.88%，13.66%。表明蒸汽循環(huán)發(fā)電方式更適合于化學鏈燃燒技術。

3、　　結合國內的基礎數據，對2×300 MWe CLC燃煤發(fā)電機組進行了技術經濟分析。CLC燃煤發(fā)電機組的發(fā)電成本（使用天然鐵礦石作為氧載體）為483.58￥/MW，是CFB電站發(fā)電成本的1.196倍，靜態(tài)投資成本是CFB機組的1.28倍。但是CLC機組能夠實現CO2的捕集以及減少NOx的排放，減少了污染物的排放。靈敏性分析的結果表示，燃料成本是對成本影響最大，鐵礦石價格對發(fā)電成本、CO2捕捉成本和CO2減排成本均無明顯影響。
　　

4、本文還對耦合了化學鏈空分的600MWe富氧燃燒系統進行了模擬，分別研究了溫循環(huán)煙氣作為CLAS釋氧反應器流化氣（Case1），水蒸氣作為流化氣（Case2）以及耦合太陽能產生水蒸氣并作為流化氣（Case3）等工況，與常規(guī)深冷空分的富氧燃燒系統（Case0）進行比較。結果表明，CLAS電耗遠遠低于深冷空分系統。煙氣循環(huán)系統的電耗最低，耦合太陽能系統能夠有效的降低系統能耗，提高系統的效率。技術經濟分析結果表明，耦合CLAS系統后凈發(fā)電成本得