燃煤電廠煙氣余熱梯級利用降低碳捕集成本.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文燃煤電廠煙氣余熱燃煤電廠煙氣余熱梯級利用降低碳捕集成本梯級利用降低碳捕集成本Cadeutilizationoffluegaswasteheatincoalfiredpowerplanttoreducethecostofcarboncapture作者姓名：辛月工程領(lǐng)域：化學(xué)工程學(xué)號：31427038指導(dǎo)教師：賀高紅教授阮雪華講師完成日期：2017年6月大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology

2、大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文I摘要CO2是溫室效應(yīng)加劇的主要溫室氣體，其給人們的生活造成巨大影響，因此CO2減排勢在必行?；剂先紵欧糯罅緾O2，其中燃煤電廠是最大的集中排放點源，可進(jìn)行碳捕集。傳統(tǒng)的碳捕集過程解吸能耗高，消耗大量飽和蒸汽；CO2低溫液化傳統(tǒng)工藝需進(jìn)行TSA深度脫水、流程復(fù)雜，且制冷過程能耗高；燃煤電廠煙氣排放溫度（160C）高，造成大量低品位廢熱浪費，這些都是亟需解決的問題。因此從低品位煙氣廢熱回收、減少碳捕集

3、過程蒸汽消耗、降低液化過程能耗進(jìn)而降低成本的角度出發(fā)，本論文提出一種梯級利用燃煤電廠煙氣廢熱降低碳捕集液化成本新工藝。首先，針對傳統(tǒng)碳捕集、CO2低溫液化工藝存在的缺點以及燃煤電廠煙氣排放溫度（160C）高的問題，提出了梯級利用低品位煙氣廢熱的碳捕集壓縮吸收式制冷液化新工藝。本研究首先對傳統(tǒng)碳捕集過程進(jìn)行模擬、優(yōu)化，得出CO2解吸溫度達(dá)118C，與煙氣排放溫度匹配；解吸塔塔頂氣溫度為98C，此部分熱量可進(jìn)行余熱回收。壓縮吸收式制冷CO2

4、液化新工藝是通過提高CO2冷凝溫度、操作壓力實現(xiàn)CO2液化，以溴化鋰吸收式制冷為例，塔頂氣作為制冷系統(tǒng)的低溫驅(qū)動熱源產(chǎn)生冷量。CO2液化新工藝省去了TSA脫水工段，使傳統(tǒng)低溫液化工藝制冷過程中高品位能量消耗機(jī)械功轉(zhuǎn)化為低品位能量消耗塔頂氣余熱。確定了CO2液化新工藝的液化條件操作范圍，經(jīng)過計算CO2液化新工藝較傳統(tǒng)工藝液化單位總能耗降低了24%。年產(chǎn)20萬噸工業(yè)級液態(tài)二氧化碳的工藝規(guī)模，新液化工藝所消耗的總能耗較傳統(tǒng)工藝每小時節(jié)省電耗9

5、62kWh。在新工藝中煙氣廢熱代替低壓飽和蒸汽作為解吸熱源實現(xiàn)一次利用，解吸塔塔頂氣余熱作為單效LiBr吸收式制冷系統(tǒng)的低溫驅(qū)動熱源實現(xiàn)二次利用，以此實現(xiàn)煙氣廢熱的梯級利用。利用能量衡算法計算，煙氣廢熱梯級利用共回收低品位煙氣廢熱117.25GJh，并對此過程進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)分析，證實煙氣廢熱梯級利用的可行性；利用有效能分析評估，碳捕集液化新工藝較傳統(tǒng)工藝節(jié)省?耗率528.83kJkgCO2，?耗率可節(jié)省18.9%。最后，對碳捕集液化傳統(tǒng)工