碳捕集系统集成ＭＶＲ热泵节能工艺耦合优化

• 作者: 韩冰 王子阳 田相峰 张克舫 巩亮 刘浩璇
• 来源期刊: 洁净煤技术
• 学科: 地球科学
• 关键词: MEA吸收法 碳捕集系统 MVR 节能
• 年，卷（期）: 2023,（4）
• 所属期刊栏目: “燃煤发电ＣＣＵＳ"专题
• 页码范围: 127-134
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13226/j.issn.1006-6772.RM23031201

摘要

化学吸收法碳捕集技术是燃煤电厂脱碳的重要途径，但高能耗制约了其发展。集成MVR热泵的工艺流程改进作为降低捕集能耗的重要手段，现有研究大多以软件模拟优化该流程，存在约束条件选取不灵活、参数优化仅对MVR环节局部优化和模拟流程繁琐等缺点。为弥补以上研究不足，以300 MW机组及年产量200万t碳捕集系统数据为基础，对集成MVR热泵的解吸单元进行约束条件设置灵活、优化过程直观的整体建模优化。首先建立MEA吸收CO2热力学模型及MVR热泵设备数学模型，得到MVR热泵工艺流程设计参数。在此基础上，以最小等量解吸能耗为目标函数，对贫富液换热器小端差及二次蒸汽压缩终压进行优选。之后基于优选结果，在二次蒸汽压缩终压为140 kPa,贫富液换热器小端差为5℃时，对MVR系统闪蒸压力进行优化。优化结果表明，最优闪蒸压力为109.2 kPa,捕集系统最小等量解吸能耗为2.82 GJ/t(以CO2计),相比于常规碳捕集系统节能率(5.61%)节能效果明显。对集成MVR热泵的节能优化方案的经济性分析结果表明，节能方案总投资为708.28万元，年净收益523.55万元，收益净现值为3 449.2万元，投资动态回收期为1.5 a。