CO_2捕获技术方案选择.pdf

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1、第28卷第11期电力建设Vol.28No.11第12100期7年11月ElectricPowerConstructionNov,2007·101··国外电力技术·CO2捕获技术方案选择LanceC.Elwell,WillardS.Grant(MPRAssociatesInc.)[摘要]随着温室气体对全球气候的影响日益显现,电厂CO2的减排已引起世界广泛关注。文章主要介绍了3种CO2捕获技术:燃烧前捕获、纯氧燃烧、燃烧后捕获,并介绍了其工艺流程。[关键词]CO2捕获燃烧前捕获纯氧燃烧燃烧后捕获中图分类号:X51文献标识码

2、:B文章编号:1000-7229(2007)11-0101-05TechnologyOptionsforCapturingCO2LanceC.Elwell,WillardS.Grant(MPRAssociatesInc.)[Abstract]Concernsaboutglobalclimatechangehavepromptedinterestinreducingoreliminatingthecarbondioxide(CO2)emissionsoffossilfuel-firedpowerplants.Threet

3、echnologyoptionsincludingprecombusfioncapture,oxyen-firedcombustionandpostcombustioncaptureandtheirprocessflowsforcapturingCO2areintroducedinthispaper.[Keywords]CO2capture;precombustioncapture;oxygen-firedcombustion;postcombustioncapture煤电站的CO2排放量2/3,燃用天然气的联合循环0

4、引言电厂CO2排放量约为燃煤电厂的1/2。随着温室气体对全球气候的影响日益显现,电13种通用CO2捕获技术方案厂CO2的减排已引起世界广泛关注。捕获CO2的方法主要有3种:燃烧后从烟气中分离CO2(适用于已捕获CO2的技术挑战就范围和复杂程度与从烟建电站);纯氧燃烧;燃烧前捕获CO2(适合于新建的气中分离CO2、NOx相似,分离SO2、NOx成本很高,目燃煤电厂,包括IGCC电站)。前许多电厂都是已作为常规执行这套工艺。然而,捕如果美国在未来制定法规控制CO2排放量,电获CO2对电站经济性影响相对更大,主要是由于捕力工

5、业很可能是主要控制目标。如表1所示,电力行获CO2将使电站额定容量降低25%~33%。另外,由业CO2排放量几乎占美国全部CO2排放量的1/3。于大量的CO2需要捕获(对于1个1000MW的电电力行业中,燃煤电厂CO2捕获又是重点,主要有2站,CO2排放量为3000000lb/hr),将捕获的气体进方面的因素:(1)美国大约有一半的电量是通过燃煤行现场储存是不可行的。这意味着不得不研究发展电厂发出;(2)与燃烧其他燃料相比,单位发电量燃运输CO2的技术,而运输CO2的费用与捕获CO2的费煤会释放更多的CO2。燃油电站C

6、O2排放量约为燃用相等。下面将介绍3种目前用于减少或消除电站CO2表12003年美国CO2排放量排放量的可行方法,并总结其技术性和经济性。行业CO排放量/106t2比例1.1燃烧后捕获电力228628%从烟气中分离得到的CO2在封存前要进行压交通187223%缩,压缩和封存的成本都很高。燃烧后捕获CO2技术工业166421%面临的2个重要设计挑战是:烟气中CO2分压相对商业102813%较低;烟气温度相对较高。民用122515%图1是一个典型的1000MW燃煤电厂流程总计8074(或质量平衡)示意图,CO2捕获设备安装

7、在用于减···102电力建设第28卷图1典型的1000MW燃烧后捕获CO2燃煤电站流程(或质量平衡)示意图少NOx、特别是SO2排放系统的下游。如图右上所返回管线的贮罐,即使溶剂再循环率在变化的条件示,低压蒸汽供入“清除CO2”方块中,如果采用气体下,仍允许清除一定量的CO2。增压泵在溶剂返回吸分离膜而不是化学吸收器去除CO2,系统就不需要收器过程中,提供输送溶剂所需的压差。在换热器“清除CO2”方块。蒸汽通常从蒸汽循环中抽出,因而中,从再生器中排出的温度相对高的热流体将热量会减小电厂的净出力。在压缩之后,从图中右下方

8、排传送至进入再生器中温度相对低的冷流体。出的CO2将可以用于封存。化学吸收过程需采用压力容器、储存罐、泵、换图1中的质量平衡参数可说明如下:CO2排放热器等设备,这些设备和其他工业过程中的设备相速率是煤流动速率的4倍;CO2的浓度可能比较低,似。吸收模块是1个气/液能够混合的设备,位于碳但是相对于电厂中的其他气流,CO2的量很大;