CCS，CCUS，CCRS，CMC系统集成

二氧化碳捕集—封存、生产生活中的节能减排和可再生能源的开发是实施低碳经济的三个核心举措。近年来提出的碳捕集—利用—封存和碳捕集—再利用—封存是更为积极的CO2减排应对策略。人类在未来必须要把宝贵的碳元素同时作为资源和能源载体循环利用,进行全程管理。     

槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成

为了研究槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成方法,基于槽式太阳能集热器的最佳运行条件,建立300 MW燃煤机组与太阳能集热的混合发电系统,理论分析混合发电工况下机组的热力学性能和热经济性.结果表明,太阳能辐射强度为600 W/m2时,槽式集热器的最佳运行温度为306.55℃;300 MW燃煤发电机组中,离开槽式集热器的热水直接与回热器的热水混合时,太阳能热水与进入3#回热器的热水混合是槽式集热器与燃煤发电机组集成的最佳方案,此时太阳能热发电效率达到23.60%,节省煤耗5.53 g/(kW.h).     

简议电厂热力系统太阳能的原理及应用

分析了利用太阳能产生的蒸汽代替火电厂热力系统中的某低级压抽汽来提高机组热经济性的方案,并分别计算了600MW、300MW、200MW机组热经济指标的变化。计算表明：额定工况下利用太阳能后机组发电标准煤耗率均可降低7g／（KW．H）以上,汽耗率降低一上,节能效果显著。对热效率低的机组,一般利用太阳能降低发电标准煤耗的潜力更大。     

光伏发电系统的碳值分析

基于能值分析理论和碳足迹分析法,提出了碳值的概念,以此为基础建立了可再生能源利用系统的碳值分析方法,并建立相关系统分析模型和评价指标如CO2回收期、产出投入能值率、CO2减排能值转换率,这些指标可以全面的评价可再生能源利用系统在节能和减排方面的能力,并应用此方法对光伏发电系统的节能减碳能力进行了分析评价,并对中国的太阳能资源光伏利用潜力进行了初步的评价。     

MEA、NaOH与氨水喷雾捕集CO_2性能

为验证喷雾捕集CO2技术的可行性,并比较一乙醇胺(monoethanolamine,MEA)溶液、NaOH溶液和氨水喷雾捕集CO2的性能,该文用微细雾化喷头将吸收剂雾化,在喷雾塔中与模拟烟气逆向接触。30～40μm的雾滴直径使气液接触面积迅速增加的同时,雾滴的旋转运动又增强了气液两相界面的湍动程度。研究了三种溶剂的浓度和流量、气体总流量、温度以及CO2初始进口浓度对CO2脱除率的影响。实验结果表明:喷雾捕集CO2技术是可行的,在较低的浓度下可实现很高的CO2脱除率;在可比条件下,氨水喷雾捕集CO2的性能最好,NaOH溶液次之,MEA溶液最差。     

电厂中CO_2捕集技术的成本及效率

电厂中CO2捕集过程中成本过高和额外能耗问题是CO2捕集与封存(CCS)技术迄今没有大规模应用的重要障碍之一。针对电力部门,重点总结并比较各种CO2捕集技术成本,分析影响成本的重要因素,量化捕集过程中的效率损失、能源需求以及相关资源消耗。结合中国未来发展趋势,分析实行CO2捕集技术对中国能源和经济的影响。结果表明,超超临界煤粉电厂和IGCC电厂是未来CO2捕集技术发展的首选电厂类型。中国应积极进行CO2捕集技术的研发,使得成本和效率损失大幅度下降,使带有捕集的电厂成为中国温室气体减排方面重要的技术储备。     

300MW机组工业供热改造分析

本文依据热用户用汽流量及用汽参数,对3个不同抽汽点(三段抽汽、再热热段和再热冷段)抽汽方案以及不同抽汽点组合抽汽方案进行分析。分析结果表明,再热热段和再热冷段抽汽后减温减压供给热用户的方案在满足热用户需求的情况下,具有更高的经济性。供热改造经济性分析表明,在50%THA工况下,全年平均降低机组煤耗16.82g/kW·h。     

碳酸二甲酯捕集CO2的技术经济分析

降低CO2排放量、缓解温室效应,已成为国际社会的广泛共识。碳酸二甲酯(DMC)是国际公认的绿色溶剂,低温下对CO2具有良好的吸收性能,具有规模化应用的潜力。该文针对整体煤气化联合循环(IGCC)电厂燃烧前CO2的捕集过程,建立了DMC捕集CO2的工艺流程,对此流程进行了模拟计算并开展了技术经济分析。计算结果显示:在96%的捕集率下每吨CO2捕集能耗约在1.3～1.7GJ的范围内,DMC捕集每吨CO2工艺成本约为200元;在考虑关键变量不确定性的情况下,其成本变化范围约180～230元/t,具有经济可行性;由于具有环境友好的特点,DMC作为燃烧前CO2捕集技术的新型吸收剂具有一定的竞争力。     

基于学习曲线的CO2捕集和可再生能源发电成本

为研究CO2捕集与封存技术(CCS,carbon captureand storage)和风电、太阳能发电技术未来成本变化,该文利用年限平均法计算了不同技术的发电成本及构成;在对不同发电技术未来装机容量合理假设的基础上,利用学习曲线模型分析了中国光伏和风电技术的学习率,并分析了其未来发电成本的变化以及达到商业化所需要的社会投入成本;在分析CCS电站时,利用自下而上的方法,将捕集电站分解为不同的子系统,考察了其未来的发展。研究结果表明:风电技术为近期首选的减排技术,而光伏发电技术在长期具备竞争力;如果EOR(enhanced oil recovery)技术能够大规模推广,CCS技术也将具备充分的竞争力。     

挑战全球气候变化——二氧化碳捕集与封存

全球极端气候事件频发,全球气候变暖日益显著,已成为各国政府和公众关注的焦点问题.减少二氧化碳(CO2)等温室气体的排放,对于应对全球气候变化十分必要、非常迫切.在人类活动排放的CO2中,火电厂是最大的集中排放源.同样,火力发电行业也是我国CO2的主要排放源,将是未来减排CO2的主要对象.本文对可实现火力发电过程大规模减排的CO2捕集与封存技术进行了综述,包括主要的技术原理、工艺路线等内容,还涉及了其中的一些关键问题,如不同捕集技术的优缺点、封存技术的可靠性等.     

原位捕集CO2条件下的木粉热解气化实验研究

生物质制氢研究是可再生能源的重要方向之一,但生物质气化过程中产生的CO2导致燃气中氢气含量降低.本文在一种整体式新型生物质气化催化反应器上,进行了木粉热解气化CaO原位捕集CO2的实验研究,结果表明：在最佳热解条件下产生的燃气中H2,CO,CO2体积百分数为：26.89%,27.00%,10.34%.XRD分析表明加入的CaO有明显的原位捕集CO2作用,CaO对CO2的捕集率可高达47.5%.此外,加入的CaO对木粉气化过程中产生的焦油有部分催化裂解作用,主要为芳香或多环芳香化合物.     

基于AA-CAES电站和综合需求响应的供暖期弃风消纳策略

“双碳”目标背景下,为解决热电联产机组“以热定电”模式导致的大规模弃风问题,本文提出基于先进绝热压缩空气储能电站(advanced adiabatic compressed air energy storage, AA-CAES)和综合需求响应的综合能源系统(integrated energy system, IES)供暖期弃风消纳策略。首先,在“源-储”两侧建立热电联产机组与AA-CAES电站耦合运行模型,分析耦合运行实现热电解耦机理;其次,在“荷”侧引入价格型和替代型需求响应机制来探寻负荷侧优化系统调度潜力;然后,在IES中引入碳捕集系统和阶梯型碳交易机制来约束碳排放,并在碳排放量最少、综合成本最低为目标构建IES运行基础上,引入模糊机会规划约束模型来分析风、光不确定性对系统调度影响;最后,利用西北某地区实际数据进行算例验证。结果表明：热电机组与AA-CAES电站耦合运行相较于未耦合运行可提高风电消纳率84.55%、降低总成本11.42%、减少碳排放20.28%;综合需求响应机制的引入可进一步提高风电消纳率35.00%、降低总成本20.93%、减少碳排放24.43%;风光不确定性的...     

基于“双碳”背景的CCUS技术研究与应用

对碳捕集、碳利用和碳封存技术进行综述．根据捕集阶段不同,CO₂捕集可分为燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集．根据分离材料不同,燃烧后捕集方法分为吸收法、吸附法和膜分离法．不同的捕集方法存在的不同的缺陷．介绍了CO₂利用技术中矿化、物理利用、催化、共聚、生物固定等技术,若方式、机理不同,则得到的产物也不尽相同．着重介绍了催化利用,包括电催化、热催化、光催化等,其中影响催化利用的最要因素是催化剂．CO₂封存相较于利用是比较成熟的,但存在泄露与成本限制的缺点,现阶段无法大规模利用．选择新型吸收剂和吸附剂,提升CO₂利用技术,推进CCUS体系,是我国CCUS技术的未来发展趋势,也是我国进一步实现“双碳”目标的重要途径．     

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。     

基于GAMS的CCS源汇匹配管网优化模型

碳捕集与封存(CCS)技术的推广对减缓全球气候变暖具有重要意义。CCS技术成熟后,CO2排放源和封存汇间的匹配及运输管网设计将成为大规模实施CCS项目的关键问题。为了对中国大陆CO2运输管网进行规划,并估算实施CCS项目的全流程总成本,该文在原ChinaCCS决策支持系统(ChinaCCS DSS)基础上开发出基于GAMS的源汇匹配管网优化模型。该模型可以确定CO2捕集与封存位置及相应量值、运输管道拓扑结构及各管径。通过对京津冀地区做案例分析,发现该地区CO2捕集量在0～180Mt/a变化时,源汇匹配单位总成本约为181～260RMB/t;较之原匹配模型,减少约20RMB/t,更具经济性。     

探讨适合中国的CO2捕集技术

 论述了当前中国捕集CO₂的必要性,探讨了适合中国的CO₂捕集技术。CO₂捕集技术主要分为燃烧前捕集、氧化燃料燃烧捕集、燃烧后捕集3类。由于中国短期内没有能力建设大规模的包含CO2捕集及储存系统的电厂,重点探讨现有电厂的改进问题。很多国家开展了基于燃煤电厂CO₂捕集技术研究,并达到了中试实验水平。中国对于CO₂捕集技术的研究始于20世纪80年代,研究重点主要偏向于燃烧前及燃烧后,忽略了氧化燃料燃烧问题。从国外对氧化燃料燃烧和燃烧后CO₂捕集技术的对比研究看,将一个普通的煤燃烧电厂更新改进成燃烧后捕集电厂所需资本大于改进成氧化燃料燃烧系统需要的资本,而且更新后的氧化燃料燃烧系统运行与维修成本约为燃烧后捕集电厂的一半。氧化燃料燃烧CO₂捕集技术投资和运营成本低,且CO₂捕集率高,是适合中国现阶段国情的CO₂捕集技术。     

超声波对CO2水合物生成过程的影响

CO2捕集、利用与封存（carbon capture utilization and storage, CCUS）是控制温室气体排放的重要途径之一,是实现碳达峰、碳中和目标的重要举措。为研究超声波对水合物法捕集CO2的作用效果,搭建了一套高压条件下超声波作用于CO2水合物生成实验装置。实验过程中超声参数设置为功率比70%、总作用时间8 min、每次作用时间8.0 s、间隙时间4.5 s。结果表明：超声可以大大促进CO2水合物的生成,其原因可能是超声能够增大气液界面传质系数、溶液过饱和度以及对溶液产生扰动并不断更新反应面积;在超声作用下,CO2水合物生长前期存在一个快速反应阶段,该阶段持续时间与驱动力成正比;此外,CO2水合物生成量和生长速率都与驱动力成正相关。     

CO_2捕集回收再利用工艺在燃煤电厂应用探讨

大量使用矿物燃料是全球变暖的主要原因,而火力发电厂燃煤是温室气体的主要来源之一。因此,火电厂二氧化碳的捕集再利用再一次成为全球关注的主要问题。该文主要介绍了燃煤电厂CO2捕集工艺技术,主要包括CO2分离、工艺流程、吸收液和吸附剂的选择等,并介绍了碳捕集回收再利用工艺。     

CO2捕集过程中有机胺热降解的实验研究

在使用有机胺捕集CO2的工艺中,胺的降解性质是评价胺的重要因素之一。该文使用不锈钢密闭反应器和强制对流烘箱,在相同CO2负荷条件下分别考察了乙二胺(EDA)、1,2-二胺基丙烷(MEDA)、2-哌啶乙醇(2-PE)、哌嗪/2-氨基-2-甲基-1-丙醇(PZ/AMP)混合溶液在373～423K的热降解过程。除乙二胺外,所有实验的胺类的热降解速率都低于常用的乙醇胺(MEA)的热降解速率。在乙二胺分子上添加空间位阻有助于降低胺的热降解速率。本身具有热稳定结构的胺与其他胺类混合后,其热降解速率可能会提高。     

浙江省强化科研攻关做好"双碳"工作

日前,由浙江大学能源工程学院团队牵头的"用于CO2捕集的高性能吸收剂/吸附材料及技术"示范工程通过168小时试运行.这个示范工程通过化学吸收工艺高效捕集燃煤烟气中的CO2 ,并生产高纯度的工业级液态CO2产品. 这只是浙江省在CCUS(碳捕集、利用与封存)研究、应用方面取得的成果之一.今年以来,省科技厅认真贯彻落实中央与省委、省政府关于碳达峰碳中和工作决策部署,努力发挥"双碳"工作中科技创新关键变量的作用.就在近期,省委科技强省建设领导小组印发《浙江省碳达峰碳中和科技创新行动方案》(以下简称《行动方案》),是全国最早发布科技创新行动方案的省份.《行动方案》按照"四个体系"要求提出了主要目标和具体举措.