本文關(guān)鍵詞：IGCC系統(tǒng)減排CO_2性能研究及優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們對(duì)全球變暖問(wèn)題的不斷關(guān)注,減少CO2排放已成為21世紀(jì)節(jié)能發(fā)電的新主題,將CO2分離后加壓埋存的CCS (Carbon Capture and Storage)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)系統(tǒng)中氣化爐產(chǎn)生的粗煤氣主要由CO和H：組成,經(jīng)除塵和脫硫后送入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室燃燒,產(chǎn)生CO2和H2O,燃?xì)廨啓C(jī)乏氣經(jīng)余熱鍋爐回收熱量后排入大氣,造成溫室氣體污染。應(yīng)用于IGCC系統(tǒng)的Pre-CCS(Pre-combustion CCS)技術(shù)就是將凈煤氣先經(jīng)過(guò)一氧化碳變換反應(yīng)器把部分CO轉(zhuǎn)換成CO2后分離埋存,則進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的煤氣富H2少碳,可以實(shí)現(xiàn)清潔燃燒,減少CO2的最終排放量。 本文在IGCC基本流程的基礎(chǔ)上增加了CO變換和CO：分離埋存過(guò)程,構(gòu)建了Pre-CCS-IGCC系統(tǒng)。利用MATLAB軟件和編制的VB程序計(jì)算了Pre-CCS-IGCC系統(tǒng)的熱效率以及CO2排放量。結(jié)果表明：當(dāng)CO2最終排放量減小到未捕捉前的40%時(shí),系統(tǒng)熱效率將降低4.48%。 其次對(duì)Pre-CCS-IGCC系統(tǒng)進(jìn)行了局部參數(shù)和流程優(yōu)化,得出：①隨著變換汽氣比增加,CO2排放量減小的同時(shí)系統(tǒng)熱效率降低,即減排CO2要以犧牲系統(tǒng)效率為代價(jià),可以通過(guò)變換汽氣比的選擇來(lái)控制CO2排放量；②在相同的CO2排放量下,隨著水煤比的增加,粗煤氣所含CO量減少,CO2、H2O和H2含量增加,系統(tǒng)熱效率有降低的趨勢(shì),但變化幅度不大；氧煤比增大時(shí),氣化反應(yīng)溫度升高,有效氣體成分減少,相同的CO2排放量時(shí),系統(tǒng)熱效率降低。在考慮CO2減排效果時(shí),受氣化爐反應(yīng)溫度限制,本文Pre-CCS-IGCC系統(tǒng)的最佳氧煤比為0.86；③采用兩次變換脫碳流程的燃?xì)廨啓C(jī)做功量增大,蒸汽輪機(jī)做功量減小,同時(shí)其CO2分離能耗增加,系統(tǒng)熱效率較一次直接變換降低了1.582%,在物理吸收法分離CO2時(shí)應(yīng)選擇一次直接變換工藝來(lái)脫除CO2。 對(duì)純氧燃燒的O2/CO2循環(huán)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行熱力計(jì)算,它是將余熱鍋爐出口的高濃度CO2氣體冷卻分離,部分CO：循環(huán)送入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室參與循環(huán)做功,剩余C02壓縮埋存或液化收集的CO2減排方式。比較O2/CO2和Pre-CCS在捕捉CO2時(shí)的系統(tǒng)性能,得出O2/CO2技術(shù)的系統(tǒng)熱效率比燃燒前捕集的CCS技術(shù)低,但可以實(shí)現(xiàn)CO2的零排放,且純氧燃燒CO：循環(huán)系統(tǒng)的最佳氧煤比為0.86。 CO2循環(huán)氣化是將分離捕捉的部分CO2氣體循環(huán)送回氣化爐參與氣化反應(yīng),本文最后分別對(duì)CO2循環(huán)氣化的Pre-CCS-IGCC系統(tǒng)和O2/CO2系統(tǒng)進(jìn)行性能計(jì)算和分析,得出CO2循環(huán)氣化時(shí)氣化爐出口煤氣成分中H2含量減小,CO含量增加,氣化反應(yīng)溫度降低,達(dá)到相同CO2減排效果時(shí),系統(tǒng)熱效率較未循環(huán)CO2時(shí)略有提高。 在減排86.55%的CO2時(shí),Pre-CCS-IGCC系統(tǒng)的熱效率為42%,保持火電廠的效率水平,燃燒前CO：捕捉的CCS技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。研究IGCC系統(tǒng)減排CO：對(duì)煤的清潔利用有很高的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：IGCC CO_2捕捉和埋存 熱效率 O_2/CO_2純氧燃燒技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TQ546
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 本課題研究背景及意義10-11
• 1.2 本論文的主要內(nèi)容11-14
• 第二章 文獻(xiàn)綜述14-22
• 2.1 IGCC系統(tǒng)部件14-17
• 2.1.1 IGCC氣化系統(tǒng)空氣分離過(guò)程14-15
• 2.1.2 煤氣化和凈化過(guò)程15-16
• 2.1.3 廢熱鍋爐和余熱鍋爐配置16-17
• 2.2 IGCC系統(tǒng)CO_2減排過(guò)程17-22
• 2.2.1 目前IGCC系統(tǒng)中減排CO_2的方式17-19
• 2.2.2 CO_2循環(huán)利用技術(shù)19-22
• 第三章 帶CO_2減排的CCS-IGCC系統(tǒng)的建立22-34
• 3.1 帶CO_2減排的CCS-IGCC系統(tǒng)概述22-23
• 3.2 氣化爐型的選擇23-25
• 3.3 一氧化碳變換催化劑選擇25-26
• 3.4 凈化系統(tǒng)的選擇26-27
• 3.5 空分系統(tǒng)的選擇27-28
• 3.6 燃?xì)廨啓C(jī)的選擇28-29
• 3.7 余熱鍋爐的選擇29-30
• 3.8 CO_2分離方法選擇30-31
• 3.9 燃燒前脫碳的CCS-IGCC系統(tǒng)流程擬定31-32
• 3.10 CO_2循環(huán)的系統(tǒng)流程擬定32-34
• 第四章 帶CO_2減排的CCS-IGCC系統(tǒng)能量計(jì)算和比較34-70
• 4.1 概述34
• 4.2 燃燒前脫碳的CCS-IGCC系統(tǒng)熱效率計(jì)算34-55
• 4.2.1 氣化過(guò)程的計(jì)算35-42
• 4.2.2 凈化和一氧化碳變換過(guò)程42-44
• 4.2.3 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電過(guò)程計(jì)算結(jié)果44-50
• 4.2.4 空分系統(tǒng)能耗50-53
• 4.2.5 CO_2分離耗功53-54
• 4.2.6 純IGCC系統(tǒng)和燃燒前脫碳的CCS-IGCC系統(tǒng)比較54-55
• 4.3 燃燒前脫碳的CCS-IGCC系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化55-64
• 4.3.1 一氧化碳變換采用不同的汽氣比55-58
• 4.3.2 不同水煤比58-60
• 4.3.3 不同氧煤比60-63
• 4.3.4 多次一氧化碳變換63-64
• 4.4 CO_2循環(huán)的純氧燃燒系統(tǒng)64-66
• 4.5 CO_2循環(huán)氣化的CCS-IGCC系統(tǒng)66-70
• 第五章 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 主要結(jié)論70-71
• 5.1.1 燃燒前脫碳的CCS-IGCC系統(tǒng)計(jì)算和比較的主要結(jié)論70
• 5.1.2 燃燒前脫碳的CCS-IGCC系統(tǒng)參數(shù)及流程優(yōu)化的主要結(jié)論70-71
• 5.1.3 CO_2循環(huán)的IGCC系統(tǒng)計(jì)算和比較的主要結(jié)論71
• 5.2 CO_2減排的展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄A76-80
• 致謝80-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 高健;倪維斗;李政;i下秀昭;;IGCC系統(tǒng)關(guān)鍵部件的選擇及其對(duì)電廠整體性能的影響——(3)氣化爐合成氣冷卻器與余熱鍋爐的匹配[J];動(dòng)力工程;2008年03期

2 周賢;王波;張士杰;肖云漢;;輸運(yùn)床氣化爐IGCC系統(tǒng)在不同凈化方案配置下的熱力性能比較[J];動(dòng)力工程;2009年07期

3 周大坤;郜愿鋒;曾慶才;;IGCC氣化爐氣化法分類及比較[J];發(fā)電設(shè)備;2010年03期

4 鄧世敏,段立強(qiáng),官亦標(biāo),金紅光,林汝謀,蔡睿賢;IGCC中空分系統(tǒng)特性及其對(duì)整體性能影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2003年02期

5 廖小花;;IGCC特點(diǎn)及減排CO_2方法[J];東北電力技術(shù);2010年09期

6 項(xiàng)愛(ài)娟;魯軍;;二氧化碳在Shell粉煤氣化工藝中的應(yīng)用初探[J];化肥工業(yè);2009年05期

7 高全娥;;整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)-IGCC技術(shù)綜述[J];科學(xué)之友;2010年05期

8 祝方,李春虎,樊惠玲,李彥旭;國(guó)外高溫煤氣脫硫劑開(kāi)發(fā)進(jìn)展[J];煤炭轉(zhuǎn)化;2000年02期

9 張斌,倪維斗,李政;火電廠和IGCC及煤氣化SOFC混合循環(huán)減排CO_2的分析[J];煤炭轉(zhuǎn)化;2005年01期

10 王穎;吳少華;邱朋華;李振中;王陽(yáng);龐克亮;陳小利;陳雷;;IGCC系統(tǒng)中氣化爐特性研究[J];煤炭轉(zhuǎn)化;2009年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐鋼;減排CO_2的能源動(dòng)力系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)與多目標(biāo)優(yōu)化[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 張曦;燃燒前捕集CO_2的IGCC發(fā)電系統(tǒng)集成與示范研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2011年

2 王進(jìn);IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能量利用的研究[D];太原理工大學(xué);2007年

3 孫登科;新型近零排放煤氣化燃燒綜合利用系統(tǒng)分析與優(yōu)化[D];浙江大學(xué);2007年

4 張健;固體氧化物燃料電池與燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)特性分析[D];華北電力大學(xué)（河北）;2007年

5 王巧榮;多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中利用不同原料制備合成氣的研究[D];太原理工大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：IGCC系統(tǒng)減排CO_2性能研究及優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：273383