燃燒電廠脫碳技術(shù)模擬優(yōu)化CO2捕獲就緒電廠效能分析.pdf

1、隨著全球化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長，人們對于能源和電力的需求日益增加。為了保證各行業(yè)的電力供應(yīng)，需要興建許多裝機(jī)容量大的電廠。由于石油和天然氣的價(jià)格較高，煤炭即成為電廠的主要能源。燃煤電廠排放出大量的CO2，而CO2是最主要的溫室氣體，是導(dǎo)致全球變暖的重要因素，因此如何將電廠排放的CO2加以回收利用，成為當(dāng)下研究的重點(diǎn)。
　　碳捕獲與封存技術(shù)是指將CO2從排放源中分離出來，輸送并封存在地質(zhì)構(gòu)造中，長期與大氣隔絕的過程。燃煤電廠對于CC

2、S技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在捕獲方面，即對電廠煙道氣中的進(jìn)行CO2捕獲的過程。化學(xué)吸收法非常適合于煙道氣中CO2的分離，而乙醇胺吸收劑是目前世界上化學(xué)吸收法去除煙氣中CO2最常使用的吸收劑，這種吸收劑常被用作研究CO2捕獲的參考吸收劑，近年來氨水溶液也被認(rèn)為是很有潛力的吸收劑。本文選擇MEA和氨水兩種吸收劑，利用化工模擬軟件ASPEN PLUS(R)對燃煤電廠的脫碳過程進(jìn)行模擬，分析兩種化學(xué)吸收工藝的最佳操作條件及優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)選出適用于捕獲就緒

3、電廠后期改造的吸收劑。
　　由于電廠煙氣脫碳工藝的經(jīng)濟(jì)可行性有待提高，且相關(guān)政策法規(guī)對碳排量還沒有明確的規(guī)定，電廠在建設(shè)時(shí)并不設(shè)置CO2捕獲設(shè)備。但在全球減排形勢嚴(yán)峻的情況下，當(dāng)減排政策下達(dá)實(shí)施時(shí)，沒有為CO2捕獲設(shè)備預(yù)留空間的電廠就無法實(shí)現(xiàn)減排的目標(biāo)，造成碳鎖定現(xiàn)象。新建電廠時(shí)如果為將來電廠增設(shè)的捕獲設(shè)備預(yù)留了空間并設(shè)計(jì)好了管路接口等方案，則這樣的電廠成為捕獲就緒電廠。
　　本文針對燃煤電廠，研究捕獲就緒電廠所具備的條件，

4、提出了三種捕獲就緒電廠的蒸汽輪機(jī)改造方案，研究電廠在添設(shè)捕獲設(shè)備后，其效率、功率以及能耗的變化，分析新建電廠的捕獲預(yù)期投資設(shè)計(jì)程度與改造后電廠的效率之間的關(guān)系。
　　通過模擬得到MEA和氨水兩種吸收劑的最佳操作條件。MEA脫碳系統(tǒng)的最佳工況:CO2吸收率90％、吸收劑濃度20％、吸貧液溫度40℃、吸收塔內(nèi)壓力1.2bar、再生塔最大壓降20bar、吸收塔和再生塔均為6級以上、貧液中CO2與MEA的摩爾比（貧液負(fù)荷）θ為0.30。氨

5、法脫碳工藝最佳工況:CO2吸收率90％、吸收劑濃度10％、吸收劑溫度0～10℃、吸收塔內(nèi)壓力1.5bar、再生塔最大壓降20bar、吸收塔和再生塔均為6級以上、貧液碳氨比（貧液負(fù)荷）θ為0.35。
　　氨法脫碳系統(tǒng)的再生能耗低于MEA系統(tǒng)，但氨水對反應(yīng)溫度條件的要求比較苛刻，最佳工況下冷凝壓縮機(jī)的能耗很高。MEA吸收劑在常溫下的效率更好，且技術(shù)更成熟，針對捕獲就緒電廠的捕獲改造，更適于選用MEA吸收劑。
　　常規(guī)燃煤電廠在增