二氧化碳減排機(jī)理及其與火電廠耦合特性研究.pdf

1、由于溫室氣體排放增多導(dǎo)致的氣候變化已經(jīng)對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)造成了一系列重大影響?？刂谱鳛楣I(yè)中主要排放源的燃煤燃?xì)獾然剂闲碗姀S二氧化碳排放的捕集技術(shù)可以分為燃燒前捕集、富氧燃燒和燃燒后捕集三大類,燃燒后捕集技術(shù)與原電廠之間具有良好的繼承性。在本文中,主要對(duì)基于氧化鈣和單乙醇胺(MEA)的二氧化碳吸收系統(tǒng)進(jìn)行研究,并研究其與火電廠的耦合特性。主要研究工作包括:
　　 首先,從微觀角度對(duì)基于氧化鈣的二氧化碳吸收系統(tǒng)分析,建立

2、了考慮入口氣體表觀速度、氧化鈣顆粒粒徑等參數(shù)影響的碳化器一維靜態(tài)模型并在MATLAB軟件中實(shí)現(xiàn),研究碳化反應(yīng)過(guò)程碳化反應(yīng)器中二氧化碳濃度隨反應(yīng)器高度的變化規(guī)律。并分析氣體表觀速度、氧化鈣顆粒粒徑及煅燒.碳化循環(huán)次數(shù)等參數(shù)對(duì)碳化過(guò)程的影響。通過(guò)搭建小型鼓泡流化床實(shí)驗(yàn)臺(tái),研究多次煅燒.碳化過(guò)程反應(yīng)器中二氧化碳濃度變化規(guī)律。
　　 其次,對(duì)基于MEA的二氧化碳吸收系統(tǒng)進(jìn)行分析,通過(guò)在Aspen Plus軟件中模擬該系統(tǒng),研究MEA入口

3、溫度、MEA質(zhì)量濃度、入口MEA流量、解吸器操作壓力等因素對(duì)二氧化碳吸收過(guò)程的影響。并通過(guò)基于熱力學(xué)第二定律的單耗分析方法找出解吸器為系統(tǒng)中能耗最大的部件,約占系統(tǒng)總能耗的57.73％,為下一步系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行提供方向。
　　 利用氧化鈣吸收二氧化碳系統(tǒng)中存在運(yùn)行溫度高、能損大的特點(diǎn),以及MEA吸收系統(tǒng)需從外部輸入熱量用于MEA再生等能量特性,尋求與火電熱力系統(tǒng)的耦合方式,通過(guò)火電機(jī)組仿真模型定量研究各種可能耦合方式的熱力與經(jīng)濟(jì)特性

4、,得到耦合后對(duì)原火電機(jī)組熱效率、煤耗率、發(fā)電成本和二氧化碳回避成本等參數(shù)的影響。選取國(guó)內(nèi)某600MW超臨界火電機(jī)組為研究案例,分別研究基于氧化鈣和MEA的二氧化碳吸收方式與其在不同耦合方式下的耦合特性。
　　 可再生能源如風(fēng)能、水能和太陽(yáng)能等正日趨成熟,而碳捕集與封存技術(shù)作為減少二氧化碳?xì)怏w排放措施也已經(jīng)從試驗(yàn)階段到示范階段,使得電源結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜,建立新的具有普適性的電源規(guī)劃模型顯得十分必要。針對(duì)考慮二氧化碳減排和可再生能源的新