整体煤气化联合循环的煤气饱和系统优化研究

对一个干法进料整体煤气化联合循环(IGCC)的煤气饱和系统进行了研究，分析了相关参数对系统性能的影响，指出了各种可能的煤气饱和系统流程布置方式，在此基础上，构造出一个包括各种可能流程的煤气饱和系统的超级结构，然后，建立起有约束条件的混合整数非线性规划模型，对煤气饱和系统的优化模型进行解算，优化结果给出了最佳的参数值和系统流程．结果表明，优化后IGCC的净效率比原设计方案提高了0．42％．分析揭示了煤气饱和系统的设计对其性能影响的规律性和内在本质．     

联合循环电站改造为整体煤气化联合循环的粗煤气冷却

研究了将PG9351FA燃气-蒸汽联合循环电站改造为整体煤气化联合循环(IGCC)时的粗煤气冷却方式,以及煤气冷却过程副产蒸汽的利用方式.改造的IGCC电站以输运床气化炉为气源,考虑了燃气轮机改烧中低热值煤气后的喘振裕度和出力限制,以及NOx排放的限制.根据粗煤气冷却方式及副产蒸汽利用方式的不同,构建并比较了4种改造方案.研究表明:通过将透平初温降低100℃,可保证燃气轮机燃烧热值为6.5MJ/m3的煤气,同时可保证压气机喘振裕度的减小量不超过10%;采用全热回收方式冷却粗煤气,且由饱和蒸汽轮机来消纳粗煤气冷却过程中副产蒸汽的改造方案的供电效率最高,为42.3%.     

相变吸收剂捕集二氧化碳的研究进展

人类工业活动排放的大量CO_2气体是导致全球变暖的主要因素,CO_2捕集、封存与利用(CCUS)是实现碳减排和应对全球变暖最有效的技术方向。常用的CO_2捕集技术中,采用有机胺类化学吸收剂的水溶液捕集CO_2面临的主要技术难题是再生能耗高,如何降低能耗将直接关系到CCUS技术的未来走向。相变吸收剂在吸收CO_2时具有优异的吸收特性,而且可分离为液-液或液-固两相,其中一相富集CO_2,在降低能耗方面呈现出较大优势。通过对传统有机胺水溶液脱除CO_2工艺的能耗结构进行分析,综述了CO_2相变吸收体系在碳捕集方面的研究现状,并对相变吸收剂的研究动向和技术发展前景进行了展望:探索相变吸收剂的相变机理,解决其组成和工艺稳定性问题;开展微胶囊、极性摆动等新型吸收剂和耐热酶、固体酸等催化再生技术方面的研究。     

整体煤气化燃气蒸气联合循环的(火用)分析方法

利用热力学第二定律，从火用的角度出发，分析计算了整体煤气化燃气蒸气联合循环（ＩＧＣＣ）各组成部分的效能，考查了能量在其中的合理利用情况，系统地提出了一种应用于ＩＧＣＣ的火用分析方法．通过对一个ＩＧＣＣ电厂算例的计算，从火用效率和热效率两个角度对其进行了分析评定，找到了循环中的薄弱环节，对进一步提高ＩＧＣＣ循环的效率和性能具有指导意义．     

珠三角燃煤火力发电机组配套建设碳捕集二氧化碳的经济性分析

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,其实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP。改革开放以来,广东工业经济迅猛发展,尤其是珠江三角洲,建立起了密集的产业群,但伴生而来的污染问题也相当严重。企业是实现工业经济向低碳经济转变的重要一环,而大型火力电力企业则是最关键的一环。时下,燃煤火力发电机组配套建设“碳捕集”项目逐步被提到议事日程,文章分析了珠三角地区工业二氧化碳市场现状及前案,并以1000MW级燃煤发电机组配套建设碳捕集项目为例,对碳捕集装置生产高纯度工业二氧化碳的经济性进行了研究,对珠三角地区燃煤火力发电机组配套建设碳捕集项目提供参考。     

整体煤气化燃气蒸气联合循环的Yong分析方法

利用热力学第二定律，从Ｙｏｎｇ的角度出发，分析计算了整体煤气化燃气蒸发联合循环（ＩＧＣＣ）各组成部分的效能，考查了能量在其中的合理利用情况，系统地提出了一种应用于ＩＧＣＣ的Ｙｏｎｇ分析方法。通过对一个ＩＧＣＣ电厂算例的计算，从Ｙｏｎｇ效率和热效率两个角度对其进行了分析评定，找到了循环中的薄弱环节，对进一步提高ＩＧＣＣ循环的效率和性能具有指导意义。     

煤气化循环发电系统的主要组成及特点

煤气化联合循环(IGCC)发电技术是将高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与煤气化技术相结合,既有高效的发电效率,又环保节能,同时还可以组成多联产系统等优点,是一种先进的发电技术,受到了世界各国的高度重视。本文概述了IGCC发电系统的组成、优缺点,指出IGCC发电技术系统的复杂化以及造价成本偏高是影响IGCC发电站推广的主要因素。煤气化联合循环(In-tegrated Gasification Combined Cycle,IGCC)发电技术是指煤在气化炉内和氧气、水蒸气反应产生粗煤气,再经过净化装置对粗煤气进行脱硫、脱硝、除尘等其它大气污染物,将粗煤气变为洁净的气体燃料,燃烧后推动燃气轮机进行发电,并且将高温粗煤气、烟气和水进行热交换,在废热锅炉内产生高温高压水蒸汽推动蒸汽轮机发电,这不仅提高了煤的利用效率,还具有优良的环保性能,为煤的洁净燃烧带来了光明。因此,煤气化联合循环发电技术被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。     

我国典型行业碳捕集利用与封存技术研究综述

围绕火电、钢铁和水泥三大典型行业,对碳捕集利用与封存(CCUS)技术研究现状、碳捕集能耗、发展潜力和部署路径进行综述,总结了三大典型行业CCUS总体发展情况．指出目前我国典型行业的CCUS技术应用还处于发展初期阶段,CCUS技术使用带来的协同效应(如火电厂能耗增加,水泥厂中与产品的反应等)、安装成本、环境影响和风险等都限制了CCUS的规模化应用．建议细化火电、钢铁、水泥行业减排技术方案,对典型行业CCUS技术研发、示范项目给与专项资金扶持,进一步推进CCUS全链条集成示范及商业化应用,从而推动我国双碳目标的顺利实现．     

钙铜复合吸收剂CO2捕集性能优化研究进展

开发高效、低成本的CO₂捕集技术是我国实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。基于钙铜复合吸收剂的钙循环耦合化学链燃烧工艺是一种改进的钙循环技术,通过耦合化学链燃烧来替代钙循环技术中高能耗的空气分离器,可显著降低系统能耗、提高其经济性,受到了国内外学者的广泛关注。介绍了钙循环耦合化学链燃烧工艺的基本原理,阐述了目前钙循环耦合化学链燃烧工艺面临的重大挑战——钙铜复合吸收剂CO₂捕集性能在循环过程中的急剧衰减;综述了提高钙铜复合吸收剂CO₂捕集性能的改性措施,主要包括载体负载法、水蒸气活化、高温热预处理等;综合分析了各种改性方法的优缺点并指明了今后的研究方向。     

基于ASPEN PLUS平台的干煤粉加压气流床气化性能模拟

基于ASPENPLUS平台,提出了加压气流床气化炉的性能模拟方法.该方法利用ASPENPLUS的图形化建模工具,与传统的煤气化过程计算方法相比,可以实现快速编制模拟煤气化过程的模拟软件,并可将气化过程与整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统的优化设计过程整合.利用输入语句和计算模块的灵活性,可以对不同的煤种进行计算.计算结果表明,该计算方法可以比较好地预测干粉加压气流床的气化性能,为气化炉的性能模拟提供了依据.     

低温甲醇洗碳捕集工艺的优化与(火用)分析

为提高低温甲醇洗碳捕集工艺CO₂的捕集率和降低捕集能耗,在传统甲醇溶剂捕集工艺基础上提出了一种新型的二氧化碳捕集工艺;并将其与传统低温甲醇洗工艺在捕集单位CO₂时的■消耗和■损失进行了比较.该工艺在吸收塔脱硫段和解吸塔间构建双级闪蒸装置,可有效避免脱硫后富H₂S甲醇溶液中CO₂的流失.考虑该过程处于非理想状态,参照DECHEMA数据库对二元相互作用和计算路径进行修正.为了验证结果的可靠性和进行对比,基于CPA、PSRK和NRTL三种状态方程分别进行模拟.结果表明：优化后工艺的CO₂捕集量与未优化相比增加了63.17%;与常规甲醇洗工艺相比,新工艺捕获单位CO₂的■消耗为传统低温甲醇洗工艺的64.87%,且■损失仅为传统工艺的33.64%.优化工艺对低温甲醇洗碳捕集工艺的改进具有一定的指导意义.     

醋酸调质钙基吸收剂的循环碳酸化特性

提出了采用醋酸溶液调质石灰石和白云石的方法来提高它们在循环煅烧-碳酸化过反应过程中吸收CO2的能力.在不同反应条件下分别研究了石灰石和白云石的醋酸化产物醋酸钙和醋酸钙镁在循环煅烧-碳酸化过程中的碳酸化转化率.结果表明:碳酸化温度在600～700℃时,醋酸钙和醋酸钙镁的转化率分别明显高于石灰石和白云石,经过15次循环和20次循环后其碳酸化转化率分别可达0.54和0.6.当煅烧温度从920℃增加到1 050℃时,醋酸钙和醋酸钙镁转化率和抗烧结性能明显优于石灰石和白云石.随着碳酸化气氛中CO2浓度的增加,醋酸钙和醋酸钙镁转化率的增量小于石灰石和白云石.存在最佳的粒径范围使醋酸钙和醋酸钙镁的碳酸化能力最大.虽然醋酸钙镁的碳酸化转化率高于醋酸钙,但单位质量煅烧后的醋酸钙的CO2吸收量大于醋酸钙镁.     

部分流颗粒捕集器效率及对发动机性能的影响

颗粒捕集技术是降低柴油机颗粒物排放的最有效的手段之一,但是加装部分流颗粒捕集器后会对柴油机的性能产生一定影响。本试验在发动机台架上进行了柴油机的欧洲稳态循环（ESC）测试,随着捕集器内沉积颗粒物的增多,分析了捕集效率对柴油机排气背压、燃油经济性以及排放特性的影响。试验结果表明：加装部分流颗粒捕集器后柴油机 NOX排放变化不明显,但是随着沉积颗粒物的增多,最终燃油消耗率增加4％左右,排气背压上升约9 kPa。     

燃煤电站胺法碳捕集吸收塔的腐蚀特性

腐蚀一直困扰着脱碳装置的正常操作和经济运行。为了解胺法CO2捕集系统的腐蚀特性并改善腐蚀问题,该文采用新型混合有机胺CO2吸收剂,在捕集CO2中试实验台上进行了连续运行实验,采用扫描电镜和X射线衍射仪对吸收塔典型位置的碳钢腐蚀片进行了形貌特征、腐蚀产物成分以及元素含量分析。结果表明:4处典型位置的腐蚀程度由高到低依次为模拟烟气入口、吸收剂出口、模拟烟气出口、吸收剂入口;模拟烟气入口的腐蚀产物为FeO(OH),可能是由Fe(OH)2转化而来,其余3处没有检测到典型的CO2腐蚀产物;气态CO2对吸收塔的腐蚀作用最大。     

中国实现碳中和承诺的挑战与机遇

通过将选择性废气再循环(S-EGR)与联合循环的集成实现CO₂的捕集和循环,以获得更高的系统运行效率。基于实际联合循环电厂的运行数据,探究了选择性废气再循环S-EGR集成对实际联合循环和碳捕集系统的影响。结果表明：S-EGR集成后分别提升碳捕集和联合循环Exergy效率6.9%和1.3%;燃烧室是联合循环中Exergy损失最大的部件,占比44.8%,其次是蒸汽轮机、凝汽器和余热锅炉,造成Exergy损失的主要原因是温差;碳捕集单元与联合循环集成后,热效率和Exergy效率都在S-EGR循环比为10%时达到峰值后逐渐降低。     

中国碳捕集、利用与封存技术路线图(2011版)实施情况评估分析

 CO₂捕集、利用与封存（CCUS）是减少温室气体排放、应对全球气候变化的一个重要选项。2011年9月,科技部社会发展科技司、中国21世纪议程管理中心共同发布《中国碳捕集、利用与封存（CCUS）技术发展路线图研究》,部署CCUS技术2015、2020及2030年3个节点分阶段的发展目标,以及为实现目标的基础研究、技术研究、技术示范的优先建议。当前,路线图设定的第一个时间节点（2015年）已经过去,从文献调研与专家研讨的结果分析,中国已建成多个CCUS工业试点和示范工程,优先部署行动也得到许多成果;但从整体上看,进度滞后目标约3~5年。在此背景下,要实现2020年的阶段性目标,不仅需要解决大规模示范项目的融资问题,提高CCUS项目的经济效益,还需要解决规模化的关键技术问题。为此,建议设定新一版CCUS路线图的目标时,除了考虑主流技术发展水平和新兴技术升级换代外,还应该考虑国家相关政策对项目应用的影响。     

用于钙循环CO2捕集的串行流化床气固流动特性实验与模拟研究

为进一步开发适用于钙循环捕集CO2过程的双流化床反应器,采用实验测试和数值模拟方法对新搭建串行流化床的气固流动特性进行研究.首先通过冷态实验对床层压降以及颗粒循环速率等气固流动特性进行测量,然后,使用Fluent软件对床内的气固流动过程进行CFD数值模拟.研究结果表明:煅烧反应器入口风速、上下流动密封阀入口风速、床料量...     

CaO/MgO和CaO/Ca9Al6O18吸收CO2的循环反应特性研究

钙基吸收剂是CO2捕集技术中常用的吸收剂,但随着循环次数的增加,天然钙基吸收剂循环反应特性下降明显.采用葡萄糖酸钙(Ca(C6H11O7)2)与葡萄糖酸镁(C12H22MgO14)及L-乳酸铝([CH3CH(OH)COO]3Al)作为前驱物,通过湿法混合的方法处理,制得了5种新型钙基吸收剂,试验研究了其吸收CO2的循环吸收能力及循环稳定性,分析了吸收剂组分、煅烧温度、煅烧气氛等条件对新型吸收剂循环反应特性的影响规律.研究结果表明,选用此前驱物制备的吸收剂,其循环反应特性明显高于传统的钙基吸收剂;其中,CaO/MgO(75wt%/25wt%)吸收剂具有最好的循环吸收能力,CaO/Ca9Al6O18(75wt%/wt25%)吸收剂具有最好的循环稳定性.通过研究煅烧条件对这两种吸收剂循环反应特性的影响,得到:850℃时,吸收剂表现出最佳的反应特性,而随着温度的升高,吸收剂的循环吸收能力有所下降;煅烧气氛对吸收剂循环吸收特性的影响与煅烧温度有显著的关系.