本文關(guān)鍵詞：若干化學鏈系統(tǒng)的過程模擬和分析評價

  更多相關(guān)文章： 化學鏈燃燒 化學鏈空分 富氧燃燒 過程模擬 技術(shù)經(jīng)濟分析 火用分析

【摘要】：化石能源的大量使用造成了溫室效應(yīng)的日益加劇。富氧燃燒系統(tǒng)是一種極具潛力的CCS技術(shù),但是由于空分系統(tǒng)成本高,能耗大導(dǎo)致富氧燃燒系統(tǒng)的成本高,凈效率低。目前有兩種解決途徑:1.尋求一種新的減排燃燒方式;2.設(shè)計一種低能耗空分技術(shù)與富氧燃燒系統(tǒng)耦合�；瘜W鏈燃燒技術(shù)(CLC)是一種新型的CCS技術(shù),避免了燃料與空氣的直接接觸,抑制了NOx的生成,具備CO2內(nèi)分離、能源梯級利用、熱效率高的特點�；贑LC原理的化學鏈空分技術(shù)(CLAS),系統(tǒng)簡單以及運行能耗低,與富氧燃燒技術(shù)耦合后能夠提高系統(tǒng)的效率,降低系統(tǒng)發(fā)電成本。本文利用Aspen Plus分別模擬了600MWe CLC燃氣蒸汽發(fā)電機組和CLC蒸汽循環(huán)發(fā)電機組,并根據(jù)模擬結(jié)果進行了能耗分析和火用分析。結(jié)果顯示,CLC蒸汽循環(huán)系統(tǒng)的凈發(fā)電效率為39%,火用效率為45.26%,分別比CLC燃氣蒸汽循環(huán)系統(tǒng)提高了21.88%,13.66%。表明蒸汽循環(huán)發(fā)電方式更適合于化學鏈燃燒技術(shù)。結(jié)合國內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對2×300 MWe CLC燃煤發(fā)電機組進行了技術(shù)經(jīng)濟分析。CLC燃煤發(fā)電機組的發(fā)電成本(使用天然鐵礦石作為氧載體)為483.58￥/MW,是CFB電站發(fā)電成本的1.196倍,靜態(tài)投資成本是CFB機組的1.28倍。但是CLC機組能夠?qū)崿F(xiàn)CO2的捕集以及減少NOx的排放,減少了污染物的排放。靈敏性分析的結(jié)果表示,燃料成本是對成本影響最大,鐵礦石價格對發(fā)電成本、CO2捕捉成本和CO2減排成本均無明顯影響。本文還對耦合了化學鏈空分的600MWe富氧燃燒系統(tǒng)進行了模擬,分別研究了溫循環(huán)煙氣作為CLAS釋氧反應(yīng)器流化氣(Case 1),水蒸氣作為流化氣(Case 2)以及耦合太陽能產(chǎn)生水蒸氣并作為流化氣(Case 3)等工況,與常規(guī)深冷空分的富氧燃燒系統(tǒng)(Case 0)進行比較。結(jié)果表明,CLAS電耗遠遠低于深冷空分系統(tǒng)。煙氣循環(huán)系統(tǒng)的電耗最低,耦合太陽能系統(tǒng)能夠有效的降低系統(tǒng)能耗,提高系統(tǒng)的效率。技術(shù)經(jīng)濟分析結(jié)果表明,耦合CLAS系統(tǒng)后凈發(fā)電成本得到降低,并具有如下順序:Case 1Case 3Case 2Case 0。且氧載體對CLAS系統(tǒng)能耗的影響較小。由于化學鏈燃燒具備CO2內(nèi)分離的特點,便于與其他系統(tǒng)進行耦合實現(xiàn)CO2的捕集。本文對耦合CLOU和煤分級利用的系統(tǒng)進行模擬分析,結(jié)果表明耦合CLOU的煤分級利用系統(tǒng)火用效率為62.26%,與常規(guī)煤分級利用系統(tǒng)相比,效率提高了10.67個百分點,并能夠?qū)崿F(xiàn)CO2的捕集,燃料反應(yīng)器出口CO2濃度為96.21%。
【關(guān)鍵詞】：化學鏈燃燒 化學鏈空分 富氧燃燒 過程模擬 技術(shù)經(jīng)濟分析 火用分析
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK16
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 化學鏈燃燒技術(shù)11-18
• 1.3 化學鏈氧解耦燃燒技術(shù)18-19
• 1.4 化學鏈制氧技術(shù)19-20
• 1.5 本文研究內(nèi)容20-22
• 2 化學鏈燃燒系統(tǒng)仿真22-33
• 2.1 模型介紹22-24
• 2.2 系能能耗分析24-26
• 2.3 系統(tǒng)火用分析26-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 3 化學鏈燃煤電站技術(shù)經(jīng)濟評價33-48
• 3.1 成本計算基本方法33-34
• 3.2 機組成本計算34-40
• 3.3 發(fā)電成本40-42
• 3.4 CO_2減排成本42
• 3.5 CO_2捕捉成本42-43
• 3.6 靈敏性分析43-46
• 3.7 本章小結(jié)46-48
• 4 化學鏈空分耦合富氧燃燒的過程模擬和分析評價48-71
• 4.1 引言48
• 4.2 耦合化學鏈制氧的富氧燃燒模型48-53
• 4.3 系統(tǒng)模擬結(jié)果53-69
• 4.4 本章小結(jié)69-71
• 5 化學鏈氧解耦燃燒與煤分級利用系統(tǒng)耦合71-82
• 5.1 模型介紹71-74
• 5.2 質(zhì)量與能量分析74-77
• 5.3 能量集成分析（夾點分析）77-79
• 5.4 火用分析79-80
• 5.5 本章小結(jié)80-82
• 6 全文總結(jié)及展望82-85
• 6.1 全文總結(jié)82-84
• 6.2 展望84-85
• 致謝85-86
• 參考文獻86-96
• 附錄I 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄96-97
• 附錄II 攻讀碩士學位期間參加的項目97

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本文編號：949126