燃氣電廠煙氣CO2捕獲過程模擬.pdf

1、化石燃料發(fā)電廠作為電力的主要來源之一，在發(fā)電過程中不可避免的都會釋放溫室氣體。受國際條約和國家法規(guī)影響，CO2減排正日益成為評價發(fā)電經(jīng)濟性的關(guān)鍵指標。相比煤炭和石油，天然氣具有較低的含碳量，加上天然氣燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)（Natural Gas Combined Cycles，NGCC）高發(fā)電效率帶來的低投資成本，NGCC電廠將在未來發(fā)電機構(gòu)中發(fā)揮重要作用?，F(xiàn)今NGCC已成為全世界廣泛采用的發(fā)電技術(shù)，而燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)（Combined He

2、at andPower，CHP）電廠可起到進一步節(jié)能的作用。若未來二氧化碳減排政策要求NGCC-CHP機組減少二氧化碳的排放，則對NGCC電廠安裝大型捕獲裝置進行可行性研究將會變得尤為重要。在過去幾十年里，CO2吸收/解吸過程作為短期內(nèi)可實施的捕獲工藝已得到廣泛研究。但NGCC電廠低的煙氣CO2濃度和高的捕獲能耗，其采用MEA吸收劑的燃燒后捕獲工藝將面臨較大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
　　本文采用流程模擬手段，分析研究以MEA為吸收劑的技術(shù)工藝

3、捕獲350MW NGCC-CHP電廠煙氣CO2。首先，采用Aspen Plus進行捕獲流程建模，考察了CO2脫除效率、吸收劑濃度、貧液CO2負荷、吸收塔入口煙氣和貧液溫度、再生塔操作壓力、再生塔入口富液溫度等參數(shù)對吸收劑流量、再沸器熱能耗和冷卻水用量等系統(tǒng)經(jīng)濟指標的影響。其次，應用Aspen Plus中的設(shè)計規(guī)定和靈敏度分析工具對脫碳系統(tǒng)進行了工藝參數(shù)優(yōu)化。在給定110 ℃再生塔入口富液溫度的條件下，確定CO2捕獲系統(tǒng)獲得最低再生能耗對

4、應的優(yōu)化操作條件。當采用貧液負荷為0.3 mol CO2/mol MEA，吸收劑濃度為30MEA wt.％，再生塔操作壓力為2 bar時，系統(tǒng)熱能耗取得最小值為3.55 GJ/t CO2。最后，對捕獲流程進行再生分流改進，以進一步降低捕獲系統(tǒng)整體能耗。當直接進入再生塔的冷富液的比重達到17.5%時，吸收劑再生熱能耗降低至3.20 GJ/t CO2，相比常規(guī)捕獲流程的優(yōu)化值降低了約10%。此外，計算帶解析分流脫碳流程的捕獲機組的熱經(jīng)濟性，