醇胺吸收法燃煤电厂co_2捕集系统能量分析及优化

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1、中文图书分类号：TK114密级：公开UDC：621.1学校代码：10005博士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目：醇胺吸收法燃煤电厂CO2捕集系统能量分析及优化论文作者：张克舫学科：热能工程指导教师：刘中良教授论文提交日期:2015年5月UDC：621.1学校代码：10005中文图书分类号：TK114学号：B201105011密级：公开北京工业大学工学博士学位论文题目：醇胺吸收法燃煤电厂CO2捕集系统能量分析及优化英文题目：ENERGYANALYSISANDOPTIMIZATIONOFMEA-ABSORPTIONCO2CAPTURESY

2、SYTEMSFORCOAL-FIREDPOWERPLANTS论文作者：张克舫学科专业：热能工程研究方向：环境能源高新技术的研究与开发申请学位：工学博士指导教师：刘中良教授所在单位：环境与能源工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：北京工业大学DissertationSubmittedtoBeijingUniversityofTechnologyforDoctorDegreeofEngineeringENERGYANALYSISANDOPTIMIZATIONOFMEA-ABSORPTIONCO2CAPTURESYSYTEMSFORCOAL-FIREDPO

3、WERPLANTSZHANGKEFANGSupervisedbyProfessorLIUZHONGLIANGMajorinThermalEngineeringBeijingUniversityofTechnologyMay，2015独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成

4、果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：张克舫日期：2015年4月5日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：张克舫日期：2015年4月5日导师签名：刘中良日期：2015年4月10日

5、本课题接受国家科技支撑计划项目（编号2012BAC24B01大规模燃煤电厂烟气CO2捕集纯化系统的能量分析、优化及节能技术研发）资助谨以致谢！摘要摘要电厂烟气CO2捕集是温室气体减排的基本途径之一。火电厂烟气脱碳广泛采用的醇胺吸收法CO2捕集的解吸能耗高，因此对CO2捕集系统进行能量分析与优化，降低其能耗无疑是非常重要的。本文对年产量100万吨CO2捕集系统的能量利用过程进行了分析评价，提出了相应的节能方案并进行了分析和优化。建立了CO2捕集系统的数学模

6、型，确定了系统的能量消耗，并采用热力学方法从综合评价、环节评价和关键过程评价分层次地对捕集系统进行了能量利用分析和评价。年产量100万吨CO2捕集系统的综合热耗率4.854GJ/kgCO2，总火用耗率2.003GJ/kgCO2，热耗很大，热量消耗主要集中在再沸器的蒸汽利用环节。此外，能量传输环节中的火用效率较低，能量回收环节中的能量回收率也很低。应用夹点分析法对电厂烟气CO2捕集系统换热网络进行了分析及优化，并应用能量集成策略对CO2捕集系统进行了能量集成分析。通过对CO2捕集系统换热网络的夹点分析，得到了换热网络的夹点温度为109℃，最大节能潜力19.0%

7、，并对换热网络进行了诊断分析和综合优化。为了回收换热网络优化综合后仍未回收的能量，分析了汽轮机、热泵、压缩式制冷机和吸收式制冷机在CO2捕集系统中的热集成，可在夹点下方设置吸收式制冷机，以回收塔顶气或凝结水的能量，并将产生的冷量用以冷却CO2产品气。采用热力学方法分析了汽轮机不同抽汽配置对捕集系统能量特性及电厂耦合系统能量特性的影响，确定了合理的汽轮机抽汽参数，并分别采用背压汽轮机和喷射器两种方案，建立了梯级利用五段抽汽的最优化数学模型。分别从汽轮机四段、五段和六段抽汽供给再沸器用汽，分析比较不同抽汽配置对捕集系统的汽耗率、热耗率以及对电厂能量系统的影响，提

8、出了抽汽火用耗率这个能体现能量品质的评价指标。分析结