强化结晶氨法捕碳工艺研究与能效优化

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1、工程硕士学位论文强化结晶氨法捕碳工艺研究与能效优化THERESEARCHANDENERGYEFFICIENCYOPTIMIZATIONONCARBONCAPTUREBYAMMONIAWITHREINFORCEDCRYSTALLIZATION郑张哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TK124学校代码：10213国际图书分类号：621.18密级：公开工程硕士学位论文强化结晶氨法捕碳工艺研究与能效优化硕士研究生：郑张导师：杨建国教授申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：汽车工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK12

2、4U.D.C:621.18DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringTHERESEARCHANDENERGYEFFICIENCYOPTIMIZATIONONCARBONCAPTUREBYAMMONIAWITHREINFORCEDCRYSTALLIZATIONCandidate：ZhengZhangSupervisor：Prof.YangJianguoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：PowerEngineeringAffiliation：SchoolofAu

3、tomobileEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要基于300MW燃煤电站，采用流程模拟软件AspenPlus，建立了传统的氨法大规模捕集CO2的模型，同时建立了一种新型的氨法脱碳模型。进一步对比分析了新型氨法脱碳工艺与传统的富液再生工艺的操作参数对脱碳效率、氨逃逸量、CO2出口流量以及再生能耗的影响。得出：新型的脱碳工艺在CO2的吸收与再生过程中较传统工艺有较大的优越性。在吸收过程中，新工艺在保证高的吸收反应速率的同时，也保

4、证了高的NH3利用率；再生过程中，新工艺再生的CO2量高出传统工艺约30%，更重要的是，新工艺的再生能耗远低于传统工艺，当选用最优操作参数时新工艺的再生能耗仅为传统工艺的41.5%。并对吸收反应和结晶过程进行了实验研究，验证了仿真模拟关于吸收部分结论的正确性。建立典型300MW电站蒸汽循环模型，对不同的电站蒸汽负荷进行了定义、设置与分析。对额定负荷下的各抽取点的流率与电站实际数据进行了对比研究。以50%、75%、100%和最大负荷为变量，分析了各个抽汽点的温度、压力和流率、小汽机的物流和功流以及汽轮机热耗率、机组热耗率的模拟值与计算值，得出其与电站实际数据切合，验证了模型的准确

5、性。建立了两种捕碳工艺模型与电厂蒸汽循环的整合平台。比较分析了两种工艺模型与电厂整合的优劣，主要从能耗以及对电厂发电量等方面进行对比分析，并得到：一方面从汽轮机低压端位置抽取蒸汽对发电量的影响比从高压端抽取蒸汽的影响更小；另一方面，新工艺能耗比传统工艺要低很多，对电厂发电量的影响也比传统工艺小，所以新工艺在节约能耗的方面比传统工艺有很大的优势，即新工艺对电站脱碳系统的能效进行了优化。通过本文可有望为以后的电站CO2捕集技术提供新的参考方法。关键词：氨法脱碳；Aspenplus；强化结晶；NH3利用率；反应速率；能效优化IAbstractAbstractBasedon300MWp

6、owerplant,usingsoftwareAspenplus,thetraditionalandthenewmodelissetup.ComparativeanalysisoftheeffectsoftheoperatingparametersonCO2removalefficiency,ammoniaescape,CO2removalamountandregenerationheatdutybetweenthetwotechnologiesiscarriedout.ObtainingthatthenewtechnologyhasagreatadvantageonCO2ab

7、sorptionanddesorptionprocess.Inabsorptionprocess,thenewtechnologyguaranteesthehighreactionrateandthehighNH3efficiency.Indesorptionprocess,thenewtechnologyhascapturetheamountofcarbonmore30%thantheoldtechnology.Moreimportant,theregenerationheatdutyof