燃煤電廠煙氣余熱梯級(jí)利用降低碳捕集成本.pdf

1、專(zhuān)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(jí)利用降低碳捕集成本梯級(jí)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(hào)：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(zhuān)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(shì)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(diǎn)源，可進(jìn)行碳捕集。傳統(tǒng)的碳捕集過(guò)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(guò)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(fèi)，這些都是亟需解決的問(wèn)題。因此從低品位煙氣廢熱回收、減少碳捕集

3、過(guò)程蒸汽消耗、降低液化過(guò)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(jí)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(duì)傳統(tǒng)碳捕集、CO2低溫液化工藝存在的缺點(diǎn)以及燃煤電廠煙氣排放溫度（160C）高的問(wèn)題，提出了梯級(jí)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(duì)傳統(tǒng)碳捕集過(guò)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(guò)提高CO2冷凝溫度、操作壓力實(shí)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(dòng)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(guò)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(guò)計(jì)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(wàn)噸工業(yè)級(jí)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(shí)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(shí)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(dòng)熱源實(shí)現(xiàn)二次利用，以此實(shí)現(xiàn)煙氣廢熱的梯級(jí)利用。利用能量衡算法計(jì)算，煙氣廢熱梯級(jí)利用共回收低品位煙氣廢熱117.25GJh，并對(duì)此過(guò)程進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)分析，證實(shí)煙氣廢熱梯級(jí)利用的可行性；利用有效能分析評(píng)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(duì)碳捕集液化傳統(tǒng)工