近年來,CO2減排受到廣泛重視。目前,我國燃煤電站CO2排放量約占總排放量的1/2。在相當長時期內,我國以煤電為主的格局不會改變,控制煤基電站的CO2排放尤為重要。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)IGCC （Integrated Gasification Combined Cycle）電站是未來重要的潔凈煤發(fā)電技術,其與CO2捕集技術的結合是目前能源領域的研究熱點之一。本文針對IGCC電站中的CO2捕集,對分別采用現(xiàn)有成熟CO2捕集技術以及先進鈣基技術的電站進行了技術經(jīng)濟評估與比較,并與常規(guī)煤粉電站PC（Pulverized Coal）進行了對比,分析了關鍵技術工藝及參數(shù)的影響。論文具體工作如下：1.關鍵部件數(shù)學模型建立了多種類型氣化爐、空分單元、水煤氣變換WGS （Water Gas Shift）單元、CO2分離過程和燃氣輪機數(shù)學模型并進行了驗證。對甲基二乙醇胺法（MDEA法）及聚乙二醇二甲醚法（NHD法）分離CO2過程進行了入口條件、吸收率變化的影響分析及比較。2. IGCC捕集電站單元成本預測模型及經(jīng)濟性評價方法通過成本回歸、規(guī)模縮放、地區(qū)因子修正等方式,建立了適合于我國的、基于關鍵性能參數(shù)的... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 氣候變化的挑戰(zhàn)
        1.1.2 煤基電站CO_2捕集技術路線
    1.2 CO_2分離技術
        1.2.1 吸收法
        1.2.2 吸附法
        1.2.3 膜分離法
        1.2.4 深冷法
        1.2.5 鈣基吸收劑固體吸收法技術
        1.2.6 不同階段CO_2分離技術選擇
    1.3 煤基電站CO_2捕集技術經(jīng)濟性評估
        1.3.1 煤基電站經(jīng)濟性評價模型
        1.3.2 常規(guī)燃煤電站技術經(jīng)濟性評估
        1.3.3 IGCC電站技術經(jīng)濟性評估
        1.3.4 現(xiàn)有技術下IGCC及PC電站的比較
    1.4 新型近零排放系統(tǒng)
        1.4.1 載氧體燃燒技術
        1.4.2 CO_2接受體氣化技術
    1.5 論文研究內容及框架
第二章 系統(tǒng)關鍵部件數(shù)學模型
    2.1 模型設計基礎
    2.2 IGCC系統(tǒng)關鍵部件數(shù)學模型
        2.2.1 氣化爐
        2.2.2 除塵單元
        2.2.3 脫硫及硫回收單元
        2.2.4 濕化器
        2.2.5 燃氣輪機單元
        2.2.6 空分單元
        2.2.7 余熱鍋爐和汽輪機
    2.3 WGS單元
        2.3.1 CO轉換方式
        2.3.2 WGS反應器建模
    2.4 CO_2分離單元
        2.4.1 MEA及MDEA法
        2.4.2 NHD法
        2.4.3 MDEA法及NHD法比較
    2.5 本章小結
第三章 IGCC捕集電站單元成本預測模型及經(jīng)濟性評價方法
    3.1 IGCC電站各單元投資成本預測模型
        3.1.1 煤處理單元
        3.1.2 空分單元
        3.1.3 氣化爐單元
        3.1.4 凈化單元
        3.1.5 燃氣輪機單元
        3.1.6 蒸汽輪機及余熱鍋爐單元
    3.2 WGS單元成本模型
        3.2.1 WGS單元投資
        3.2.2 WGS單元催化劑初次投入體積
    3.3 CO_2分離單元投資成本預測模型
        3.3.1 NHD單元投資成本預測
        3.3.2 MDEA單元投資成本預測
    3.4 CO_2壓縮單元投資成本預測
        3.4.1 NHD-CO_2壓縮單元投資成本預測
        3.4.2 MDEA-CO_2壓縮單元投資成本預測
    3.5 IGCC捕集電站經(jīng)濟性評價平臺
        3.5.1 總投資需求框架
        3.5.2 發(fā)電成本
        3.5.3 經(jīng)濟性評價平臺
    3.6 本章小結
第四章 基于現(xiàn)有技術的煤基IGCC捕集電站技術經(jīng)濟性評估
    4.1 不同煤氣冷卻方式下IGCC電站捕集CO_2前后性能
        4.1.1 IGCC基準電站技術經(jīng)濟性
        4.1.2 IGCC捕集電站技術經(jīng)濟性分析
        4.1.3 煤氣冷卻單元投資影響
    4.2 不同氣化技術IGCC捕集電站性能比較
        4.2.1 不同氣化爐系統(tǒng)比較
        4.2.2 輸運床空氣氣化及純氧氣化比較
    4.3 不同捕集率系統(tǒng)熱力性能及經(jīng)濟性比較
        4.3.1 系統(tǒng)不同捕集率的實現(xiàn)方式
        4.3.2 不同捕集率系統(tǒng)的熱力性能分析
        4.3.3 不同捕集率系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析
    4.4 不同煤基CO_2捕集電站經(jīng)濟性評價
        4.4.1 IGCC捕集電站與PC捕集電站的比較
        4.4.2 IGCC捕集電站關鍵因素敏感性分析
    4.5 CO_2處置方式及碳稅政策對經(jīng)濟性的影響
        4.5.1 分析情景
        4.5.2 封存及出售CO_2
        4.5.3 碳稅
    4.6 本章小結
第五章 基于鈣基吸收劑的CO_2吸收法在IGCC中的應用
    5.1 鈣基固體吸收劑在燃燒前捕集中的應用
    5.2 基于CLP過程的IGCC-CLP系統(tǒng)
        5.2.1 CLP反應器操作條件敏感性分析
        5.2.2 基于IGCC-CLP的發(fā)電系統(tǒng)
        5.2.3 基于IGCC-CLP的制氫系統(tǒng)
    5.3 基于內在碳捕集氣化反應器的系統(tǒng)
        5.3.1 基于內在碳捕集氣化過程的發(fā)電系統(tǒng)
        5.3.2 基于內在碳捕集氣化過程的制氫系統(tǒng)
    5.4 不同發(fā)電系統(tǒng)的比較
        5.4.1 IGCC基準電站及IGCC-NHD電站
        5.4.2 不同系統(tǒng)的熱力性能
    5.5 基于鈣基吸收劑發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性評價
        5.5.1 經(jīng)濟性評價方法
        5.5.2 目標發(fā)電成本的確定
        5.5.3 輸運床純氧氣化IGCC-CLP系統(tǒng)關鍵單元臨界投資
        5.5.4 內在碳捕集氣化發(fā)電系統(tǒng)關鍵單元臨界投資
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 本文結論
    6.2 下一步工作展望
參考文獻
攻讀博士學位期間參加的科研項目
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]新型近零排放煤氣化燃燒集成利用系統(tǒng)的機理研究[D]. 關鍵.浙江大學 2007
[4]IGCC和聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)研究[D]. 徐祥.中國科學院研究生院（工程熱物理研究所） 2007

碩士論文
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[3]煤氣化鏈式燃燒聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)性能研究[D]. 狄藤藤.東南大學 2006



本文編號：3218557