新型钙基捕碳系统与火电站热力系统集成的模拟与实验研究
本文选题:钙基捕碳 + 顺序脱硫脱碳 ; 参考:《华北电力大学(北京)》2016年硕士论文
【摘要】:近些年来,C02的排放所引起的环境问题日益突出,而捕获常规燃煤电站烟气中的C02对于减小C02的排放量具有重要意义,钙基吸收剂循环捕获CO2方法(CCR)因其具有成本低,吸收剂原材料来源广容易取得,可循环利用等优点,而被认为很有前景和竞争力的燃烧后捕碳技术。本文对钙基循环捕集C02方法的研究主要分为两部分。第一部分为实验部分,通过单体流化床试验台,用烟气分析仪测量测出C02和S02体积分数随时间的曲线,并用Matlab软件对实验数据进行拟合,用积分法计算循环转化率,并通过扫描电子显微镜观察样本微观结构的变化,实验结果表明,SO2会降低吸收剂捕碳的容量并缩短反应时间,并且CaCO3的分解会阻碍S02的吸收,而碳化阶段CaO捕获S02的能力小于煅烧阶段CaCO3分解完全时,S02使吸收剂表面孔隙变少从而大大降低循环转化率,随着吸收剂粒径的减小其循环转化率呈现增高的趋势。第二部分为模拟部分,用Aspen Plus软件分别建立了600MW燃煤机组,CCR系统,钙基顺序脱硫脱碳新系统的模型,同时将CCR系统与燃煤电站热力系统进行整合并作为基准系统,并以系统热效率为目标函数结合经验公式及系统模拟对系统进行参数优化。同时基于两种不同的余热利用思路提出了五种新系统与电站热力系统的深度集成方案,经过参数的分析比较可以得出:新系统经过参数优化之后,热效率比传统系统高出1.06个百分点,而经过深度集成的新系统最高比基准系统高出3.01个百分点,同时经过深度集成的新系统煅烧能耗,空分能耗及C02压缩能耗均小于基准系统。
[Abstract]:In recent years, the environmental problems caused by CO2 emission have become more and more serious. However, capturing CO2 from flue gas from conventional coal-fired power stations is of great significance in reducing CO2 emissions. The calcium based absorbent cycle capture CO2 method has low cost.Absorbent raw materials are widely available and can be recycled, but are regarded as promising and competitive post-combustion carbon capture technology.In this paper, the method of calcium-based cyclic capture of CO2 is mainly divided into two parts.The first part is the experimental part. The volume fraction curves of CO2 and S02 with time are measured by flue gas analyzer on a single fluidized bed test bed. The experimental data are fitted with Matlab software, and the cycle conversion rate is calculated by integral method.The results show that so _ 2 can reduce the carbon capture capacity of absorbent and shorten the reaction time, and the decomposition of CaCO3 will hinder the absorption of S02.However, the ability of CaO to capture S02 in carbonization stage is less than that in calcined phase when CaCO3 decomposition is complete. The porosity of absorbent surface is reduced and the circulation conversion rate is greatly reduced when the particle size of absorbent decreases, and the cycle conversion rate increases with the decrease of particle size of absorbent.The second part is the simulation part. The Aspen Plus software is used to establish the model of the 600MW coal-fired unit's CCR system and the calcium based sequential desulphurization and decarbonization system. At the same time, the CCR system is integrated with the coal-fired power plant's thermodynamic system and used as the reference system.The thermal efficiency of the system is taken as the objective function and the empirical formula and system simulation are used to optimize the parameters of the system.At the same time, based on two different ideas of waste heat utilization, five kinds of deep integration schemes between the new system and the thermal system of power station are put forward. Through the analysis and comparison of the parameters, it can be concluded that the new system is optimized by the parameters.The thermal efficiency of the new system is 1.06% higher than that of the traditional system, and the maximum value of the new system after deep integration is 3.01% higher than that of the reference system. At the same time, the calcination energy consumption, the air separation energy consumption and the CO2 compression energy consumption of the deep integrated new system are lower than that of the reference system.
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM621
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,本文编号:1769647
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