改进型太阳能–干法碳酸盐系统的燃煤电站灵活性碳捕集方案分析

由于CO2排放对全球气候变化的显著影响导致燃煤电站的碳捕集问题受到广泛关注。采用干法碳酸盐(dry carbonate process,DCP)捕集低温烟气中CO2相比于传统钙循环方法(calcium cycle,CaL)具有诸多优势,且太阳能可用于提供吸附剂再生所需热量,从而取代汽轮机中低压抽汽。然而,现有研究并未改善DCP操作流程,传统的设备布置不仅增加热量损失,还增加了投资成本。研究以600MW燃煤电站尾部烟气为对象,通过去除DCP中再生器和再沸器,提出槽式太阳能集热器直接加热吸附剂的改进型方案,即吸附剂再生在集热管道中进行,不仅降低设备投资和运行成本,而且实现DCP工艺与燃煤电站解耦,消除DCP对电站蒸汽循环依赖,进一步提升系统操作的灵活性,显著增加集成系统的技术经济优势。选用EBSILON和Aspen plus构建燃煤电站与改进型方案模型,全面提升了改进型方案灵活运行过程的装置性能和年发电量,为系统的设备检修提供足够时间,缓解了瞬态气候条件的影响,研究结果将为改进型太阳能-DCP系统的应用提供有利指导。