燃煤电厂ccs&u子系统的设计

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1、2010“化医杯”重庆市第一届大学生化工设计竞赛重庆合川燃煤电厂CCS&U系统项目设计说明书团队名称：重庆理工大学博创团队团队成员：周姣、杨春红、冯竹、周健波、王洋指导老师：李军、许俊强重庆理工大学化学化工学院时间：2010年7月目录第一章项目可行性论证31.建设意义31.1项目背景31.2建设意义42.建设规模42.1工厂概况42.2项目构成表53.二氧化碳的捕集技术53.1燃烧前脱碳技术63.2燃烧后脱碳技术（PCC）73.3富氧燃烧技术84．二氧化碳资源化利用技术94.1利用前景94.2CO2的主要用途94.2.1二氧化碳在工业上的利用94

2、.2.2二氧化碳在农业上的利用104.2.3二氧化碳在社会上的利用114.4总结115.CCS&U系统集成方案125.1概述125.2原料125.3集成方案比较125.3.1方案一125.3.2方案二125.3.3方案比较136.厂址选择156.1自然条件156.1.1地理位置156.1.2自然资源166.2交通运输176.3经济与社会发展情况176.4合川招商引资优惠政策187.社会及经济效益的分析197.1燃煤电厂气体排放及利用现状简述197.2燃煤电厂IGCC技术引进的意义197.2.2经济效益217.3结论22第二章工艺方案选择及论证23

3、1.工艺方案的选择231.1方案概述231.2煤气化与净化231.2.1煤气化231.2.2煤气净化251.3空气分离281.4燃气～蒸汽联合循环系统291.4.1燃气轮机291.4.2滑压方式运行的蒸汽轮机291.4.3余热锅炉291.5二氧化碳的利用和封存301.5.1二氧化碳在重庆的利用301.5.2采用天然气田封存301.6硫回收的利用302.工艺条件论证312.1本项目的新颖之处312.2部分设备工艺的优点322.2.1喷流床（shell法）优点322.2.2热管废热锅炉优点332.2.4膜分离空气优点332.2.4燃烧前脱碳技术并用聚

4、乙二醇二甲醚法（改良NHD）捕集CO2优点342.3燃烧前脱碳捕集、封存和CO2利用的某些方法的对比342.3.1二氧化碳封存技术对比352.3.2二氧化碳利用对比362.3.3硫化物的利用362.物料流程图和带控制点工艺流程图372.1物料流程图373物料及热量平衡计算～脱碳和脱硫工序物料衡算和热量衡算393.1脱硫工序39（一）条件39第三章设备选型及典型设备设计461.设计原则461.1反应器设计原则461.2塔设备设计原则462.设计标准463.非标设备设计473.1脱硫脱碳吸收塔的计算473.2贫液再生装置计算473.3气提塔设计参数4

5、84.标准设备设计484.1shell气化炉设计484.2热管废热锅炉设计494.3管壳式换热器494.4管道的设计51第四章车间布置图52第五章工厂总体布置设计531.工厂总体布置图532.总厂分布图理由陈述54第六章经济分析与评价55参考文献………………………………………………………………………………………58第一章项目可行性论证1.建设意义1.1项目背景目前，随着CO2排放量的日益增加，全球温室效应越来越严重。IPCC（联合国政府间气候变化专家小组）预测，21世纪全球平均气温升高的范围在1.4～5.8摄氏度之间，且实际上升值多少取决于人类化

6、石燃料的消耗量。作为应对全球气候变化的技术途径之一，碳捕集与封存（CarbonCaptureandStorage，简称CCS）在全球各地受到了广泛重视。国际能源署研究表明，到2050年将温室气体浓度限制在450ppm的所有减排技术中，仅CCS就需贡献20%。当前，包括IEA在内的全球主要能源研究机构和主要碳减排积极倡导组织和国家已经一致将CCS技术作为未来的主要碳减排技术。该项目是通过对CCU&S系统的设计来达到二氧化碳减排和在资源化利用。CCS&U系统的捕集技术采用燃烧前脱碳技术，而整体煤气化联合循环发电技术（IGCC）就是典型的燃烧前脱碳系统

7、。重庆合川的双槐发电厂是重庆市政府确定的北部能源基地，它的一期工程总容量为2×300MW，目前已投入使用，该工厂采用的是超临界燃煤发电技术。在使用过程中该厂希望通过试验找到更合理的途径来减少燃煤电厂烟气中的二氧化碳和二氧化硫等的排放量，以达到减排、环保的目的。针对该厂的要求，我们拟用整体煤气化联合循环(IntegratedGasificationCombinedCycle,简称IGCC)技术对其1#机组的部分工艺进行改造。1.2建设意义CCS&U的构成部分具有不同的发展阶段，完备的CCS&U系统可通过成熟的或在特定条件下经济可行的现有技术组合而成

8、。CCS&U具有捕集率高、副产品经济效益大、污染小、发展潜力大、技术成熟度较高、与化石能源结构相容性好等特点，具有加大温室气体减排的力度