燃煤电厂二氧化碳捕集、利用与封存技术

结合华能集团在CO2捕集方面所开展的工作,介绍了国内外在燃煤电厂CO2捕集、利用与封存方面的技术进展。建设附CO2捕集和封存（CCS）的低碳排放燃煤电厂,是今后燃煤发电所必须面对的课题,同时对CO2的资源化利用也应引起足够的重视。     

太阳能辅助碳捕集的660MW燃煤电站出力变化研究

为研究碳捕集对燃煤机组出力的影响,建立了仿真模型,分析了燃煤机组加装碳捕集装置后的系统性能变化。系统分为常规方案和太阳能辅助方案,常规方案抽取机组中压缸排汽为碳捕集装置供能,太阳能辅助方案采用太阳能完全替代抽汽,以提升燃煤电站性能。以660 MW燃煤机组为研究对象,分析了碳捕集改造对燃煤电站性能的影响,并将太阳能辅助对机组性能的提升作用与常规方案进行了对比。结果表明：与原燃煤机组相比,常规方案下机组最大出力由666.70 MW下降到466.31 MW,供电效率由42.79%下降到30.69%;太阳能辅助方案下,机组出力可以达到604.30～608.06 MW,说明碳捕集会对燃煤电站的最大出力造成较大影响,而利用太阳能辅助碳捕集基本能完全恢复机组的做功能力。     

太阳能辅助二氧化碳热泵热水系统实验研究

利用实验的方法,研究了太阳辐照度、外界气温和风速、初始水温、蒸发器出口温度和压力等对太阳能辅助二氧化碳热泵热水系统运行状况和COP的影响。实验结果表明,系统COP随初始水温的升高而增大;太阳辐照度、外界温度和风速对热泵系统性能的影响主要体现在对系统循环水温的影响;在一定范围内,蒸发压力和蒸发温度越高,热泵系统的COP越大。     

烟气二氧化碳捕集胺类吸收剂研究进展

  [目的]  胺类化学吸收法是目前燃烧后捕集烟气CO₂最成熟的技术,但存在捕集能耗过高的问题,开发新型吸收剂替代传统MEA吸收剂是降低能耗的重要途径。  [方法]  根据近些年公开文献报道的胺类吸收剂组成,将其分成单一吸收剂、混合胺吸收剂、两相吸收剂和非水吸收剂四类,并对这四类吸收剂的技术特点、研究现状和存在问题进行了介绍。  [结果]  混合胺结合了不同单一胺类的优点,能较好满足高吸收速率,高吸收容量和低能耗的要求;而相变吸收剂和无水吸收剂为新一代吸收剂,潜力巨大,但仍需深入研究改进。  [结论]  相比而言,混合胺型吸收剂更为成熟,短期内进行工业化应用更具优势。     

应用高温太阳能减少炼铁过程中二氧化碳的排放

钢铁工业消耗着巨大的高温过程热 ,并且炼铁过程中伴随着大量的二氧化碳气体放出。高炉炼铁的二氧化碳排量占全球二氧化碳总排量的 5.4%。利用天然气作为还原剂 ,并以太阳能代替化石燃料来提供过程热 ,可使炼铁过程的二氧化碳排量大大减少。     

发展碳捕集、利用与封存对广东的产业机会

碳捕集、利用与封存(CCUS)作为最有前景和有效深度减排的低碳技术之一,将给传统化石能源行业、制造业、建造业、工程服务业和金融行业等产业带来显著的发展机会。分析了英国CCS商业化示范项目带来的CO₂减排贡献,潜在CCUS供应链的商业机会、设备和技术需求,以及英国采用海底封存的原因,结合我国广东省实际情况,探讨了CCUS技术对广东省带来的产业机会。研究表明:尽管全球CCUS市场还没到达迅速增长阶段,但如果现在不及早准备逐步推动示范项目和相关产业发展的政策,将会失去发展CCUS相关产业和进入其供应链的机会。CCUS相关技术和装备都在广东省现有能源行业等非CCUS领域有广泛应用和市场,结合广东省装备制造和能源服务企业,开展国内外企业合作,可为CCUS产业发展和成本下降做出贡献。     

集成ORC的太阳能辅助燃煤碳捕集发电系统全生命周期分析

基于SimaPro软件,采用ReCiPe Midpoint (H) V1.13方法对传统燃煤机组(方案一)和集成有机朗肯循环(ORC)与太阳能的燃煤碳捕集发电系统(方案二)进行生命周期评价,分析了碳捕集系统再生能耗及碳捕集率对环境影响的敏感性。结果表明：在功能单元所有选定类别的影响得分中,气候变化潜势(CCP)得分最高,臭氧损耗潜势(ODP)得分最低;除CCP外,对于其他影响类别得分,方案二>方案一;对于人体毒性潜势(HTP)得分,煤炭开采和运输阶段贡献最大,而其他影响类别中系统运行阶段的贡献最突出;随着碳捕集率增大,单位电量CCP得分减小,其他环境指标得分增大;随着再生能耗增加,集成系统所有环境影响类别得分均增大。     

基于碳捕集系统半闭式S-CO2布雷顿循环性能分析

针对高温钙基碳捕集技术回收储存过程中未利用CO₂的超临界、流量大等特点的问题,采用半闭式超临界二氧化碳(S-CO₂)布雷顿循环系统取代传统CO₂回收系统,以降低由于碳捕集系统所造成的热量损失。利用Aspen Plus软件搭建耦合钙循环碳捕集的燃气轮机发电模型,在其CO₂回收系统中耦合S-CO₂布雷顿循环系统和跨临界二氧化碳(T-CO₂)布雷顿循环系统,使用精准度更高的REFPROR物性方法研究主压缩机出口压力、透平入口温度、透平入口压力及分流系数对循环系统净做功的影响。结果表明：CO₂回收系统中耦合S-CO₂布雷顿循环系统可以使全厂热效率提升1.7%,全厂■效率为26.98%;采用分流纯净烟气的方法作为S-CO₂布雷顿循环系统的热源,可使同一热源的热效率提升6.7%。     

燃气电厂化学吸收二氧化碳捕获系统运行参数与能耗分析

为明确燃气电厂二氧化碳捕集运行参数与系统用能关联机制,削减单位二氧化碳捕集能耗和成本,以450 MW级燃气电厂二氧化碳捕集与封存(carbon capture and storage, CCS)示范装置为研究对象,介绍CCS工艺的主要流程;通过对吸收塔和再生塔的系统性试验,对比分析了MEA和AMP-PZ这2种吸收剂的性能;考察烟气温度、吸收塔液气比、解吸塔压力、二氧化碳捕获率等工艺参数对再生能耗的影响。结果表明：MEA和AMP-PZ在吸收塔烟气温度为38℃、液气比分别为0.54和0.42、再生温度为112℃的运行条件下,再生能耗分别为4.49、4.24 MJ/kg。     

超临界二氧化碳太阳能腔式吸热器光热特性研究

针对太阳能碟式聚光器,设计了一种工质为超临界二氧化碳(sCO2)的圆台形腔式吸热器,建立了吸热器的光热模型。采用蒙特卡洛光线追踪法分析了腔式吸热器的光学特性,并基于腔式吸热器的相关理论将热边界条件导入Ansys Fluent软件中,对吸热器的流动传热特性进行了计算流体力学（CFD）仿真模拟。研究了工质进口温度为150 ℃、太阳光辐射强度为800 W/m2时,吸热器不同采光口直径、倾斜角和辐射发射率对其光热特性影响的规律。研究结果表明：吸热器采光口直径对其光热效率的影响较大,采光口直径增加会降低吸热器光学效率,采光口直径过大或过小都会降低吸热器的热效率;随着吸热器倾斜角的增大,采光口内部热空气和外部冷空气之间的自然对流传热明显增加;辐射发射率对吸热器热效率的影响较小。     

将二氧化碳“变废为宝”的CCS技术

CCS(Carbon Capture and Storage)即二氧化碳(CO2)的捕集与封存技术。CCS技术是通过二氧化碳捕集技术,将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来,再通过碳储存手段,将其输送并封存到海底或地下等与大气隔绝的地方。目     

碳中和背景下的脱碳方案

随着"碳中和"目标的提出,我国的能源利用方式需面临调整.首先,介绍了目前我国非化石能源比重为15％左右,到2050年我国非化石能源比重将达到70％左右.其次,指出除了提高非化石能源的利用比例,在某些难以脱碳的领域必须利用碳捕集与利用等技术实现碳减排.接着,文章对碳捕集与利用技术做了详细介绍,碳捕集技术分别包括二氧化碳燃...     

超临界二氧化碳太阳能腔式吸热器数值模拟研究

针对太阳能碟式聚光器,设计了一种工质为超临界二氧化碳的圆台形腔式吸热器,建立了腔式吸热器的光热模型。采用蒙特卡洛光线追踪法分析了腔式吸热器的光学特性,并基于相关理论,将热边界条件导入Ansys Fluent软件中,对腔式吸热器的光学特性及流动传热特性进行了计算流体力学(CFD)仿真模拟,得到腔式吸热器内工质出口温度、工质流动压降、光学效率、热效率以及散热损失随着工质进口温度(100～200℃)和太阳光辐射强度(400～1 200 W/m²)的变化规律。结果表明：不同太阳光辐射强度下,吸热器的光学效率基本不变;太阳光辐射强度对腔式吸热器热效率的影响不明显;工质进口温度越高,吸热器的热效率越低;腔式吸热器散热损失中,自然对流散热损失最大,其次是辐射散热损失及导热散热损失。     

二氧化碳海洋封存的研究进展

近年来,环境问题的日益突出使人们更加关注于温室气体二氧化碳的捕集和处理方法.总结二氧化碳海洋封存技术的进展,介绍液态封存法和固态封存法2种封存方式的研究现状和技术水平,讨论了二氧化碳海洋封存技术可能给海洋生态环境带来的影响,强调工业技术的应用要充分考虑到环境因素,使海洋封存二氧化碳技术的应用对海洋生态环境的影响降低到最小.     

太阳能辅助燃煤碳捕集发电机组的变工况热力性能研究

通过对比3种燃煤碳捕集发电方案,确立了一新型太阳能辅助燃煤碳捕集发电系统,利用热力学和(火用)分析模型对集成系统的热力性能和(火用)性能进行评估,基于外部燃料(火用)贡献度模型,分析了变工况对系统产品和再沸器产品贡献度的影响。结果表明：提高机组负荷和工质的初参数有利于改善集成系统的热经济性和(火用)效率;随着主蒸汽压力的降低,锅炉燃煤(火用)和二次再热燃煤(火用)对系统产品的贡献度逐渐升高,而一次再热燃煤(火用)对系统产品的贡献度逐渐降低;随着主蒸汽温度的升高,锅炉燃煤(火用)对系统产品的贡献度逐渐升高,而一、二次再热燃煤(火用)对系统产品贡献度逐渐降低;提高负荷有利于提高一、二次再热燃煤(火用)对系统产品的贡献度和碳捕集与封存压缩余热(火用)对再沸器产品的贡献度。     

二氧化碳有机胺吸收剂研究进展

在烟气二氧化碳吸收工艺中,最关键的是吸收剂,其性质决定了整个工艺的水平。目前,在用于烟气脱碳的吸收剂中,针对以乙醇胺(MEA)为代表的有机胺二氧化碳吸收剂的研究最深入、应用最多,但尚没有一种有机胺能够完全符合工业吸收剂应该满足的10项要求,每种有机胺都有其自身的局限性。好的吸收剂应对溶质具有高的溶解度和选择性,且挥发性低、腐蚀性小、稳定性高、黏度低、产生泡沫趋势小、成本低、降解速率低、环境友好并容易操作。MEA可降解,具有挥发性,MEA的排放会导致其毒性对新鲜水生态系统的影响增大10倍,而陆地生态系统受其毒性的影响会较小。抑制剂能够极大地降低MEA的氧化降解。近年来混合胺以其相对于单一醇胺吸收量大、吸收速率快、解吸能耗小等优势,成为吸收二氧化碳的新选择,较为经典的是MEA/MDEA体系。未来有机胺吸收剂的发展,一是要利用具有优良吸收性能的单一有机胺组合成复配剂,二是要开发具有多功能团的、能够满足工业吸收剂要求的单一吸收剂,三是开发无机-有机复合二氧化碳吸收剂。     

高炉煤气碳捕集对钢铁联合企业碳排放的影响

为了探究高炉煤气碳捕集对钢铁联合企业碳排放的影响,通过建立钢铁联合企业的CO₂排放核算模型,用来计算钢铁产品以及企业的CO₂排放量。最后以高炉煤气CO₂捕集率作为情景假设,计算不同情景下高炉煤气CO₂排放系数及高炉煤气的热值,分析不同情景下钢铁产品以及企业CO₂的减排效果。结果表明捕集率为75%时,高炉煤气的热值提高了17.6%,钢铁联合企业的CO₂减排幅度约为14.5%,钢铁产品中的铁水的碳减排幅度最大,降低了15.33%。高炉煤气的碳捕集可以有效降低钢铁联合企业的CO₂排放,对钢铁联合企业碳中和提供有效的实施路径。     

太阳能热利用产业与低碳经济

一引言太阳能热利用就是直接将太阳的辐射能转化为热能的应用.它是最直接、最简单、最普遍、效率最高的一种应用方式.十一五期间,我国太阳能热利用产业快速、健康、持续发展,正在从世界生产应用太阳能热水器大国向世界强国迈进.在最近颁布的国家十二五规划中,作为七大战略性新兴产业中的重要项目,明确提出全面发展太阳能热利用,这是对太阳能热利用产业的肯定,同时也是对该产业的极大鼓舞和期望,对十八大提出的我国全面建设小康社会和美丽中国的宏伟目标具有重要的意义.     

碳捕集与封存技术的现状与未来

全球气候变暖问题已经越来越严重,碳捕集与封存（CCS）技术被看作是最具发展前景的解决方案之一,随着研究的不断深入,CCS技术成本将进一步降低。碳捕集工艺按操作时间可分为燃烧前捕集、富氧燃烧捕集和燃烧后捕集,其中最有发展前景的是富氧燃烧捕集。CO2-EOR技术虽然不是直接针对性地封存二氧化碳,但其不仅可以解决二氧化碳的封存问题,还能提高油田采收率,近年来得到广泛应用。我国在CCS技术的研究上进行了大量工作,CCS技术已被列入＂973计划＂和＂863计划＂,北京高碑店热电厂二氧化碳捕集示范工程受到国内外的关注。虽然CCS技术取得了长足的进步,但仍面临着很多问题,如二氧化碳泄漏问题、技术难点、建设和运行成本高昂等。CCS技术项目投资较大,如果没有政府在立法和税收机制上的激励与优惠措施,很难真正进入商业化应用阶段。好在种种迹象表明,随着全球气候问题的加剧,各国政府越来越重视CCS技术的研发和利用。     

燃煤电站锅炉二氧化碳捕集封存技术经济性分析

阐述了我国燃煤电站采取二氧化碳捕集封存技术(CCS)的必要性,简述了各种二氧化碳捕集方案,并以350 Mw电站机组为例分析了采取各种方案的经济性,燃烧后捕集碳方法在碳交易费为138元/吨CO2时达到盈亏平衡点.纯氧燃烧在碳交易费为77元/吨CO2时达到盈亏平衡,燃烧后系统强化采油收益为0.06元/kwh,氧燃烧强化采油收益为0.10元/kwh.