CCUS技术与设计：应用燃煤电厂万吨级碳捕集工程设计与运行

高效碳捕集技术在超超临界燃煤电厂的应用与优化


技术路线与选择

碳捕集技术在基于整体煤气化联合循环（IGCC）的捕集途径、富氧燃烧的中间捕集和化学吸收法的燃烧后捕集中综合比较后，特定的工艺路线更加适合于该电厂的设施特性。考虑到现有设施的成熟度以及烟气特性，复合有机胺法其次是压缩精制过程成为了最优选择。该技术利用多元复合醇胺作为吸收剂，其不仅抗氧化、成本低廉、易于循环使用，而且在工业级煤电机组碳捕集系统中已经得到应用。产品回收及优化利用的过程涉及通过中压压缩、吸附、液化和精馏生成高质量的二氧化碳。




示范工程设计与实施

依托江苏华电某电厂的扩建项目，规划建成了一个能够捕集年10,000吨二氧化碳的示范装置。设计条件、工艺流程、设备选型和布置考虑了能源效率、捕集量以及未来灵活性的技术需求。这包括吸收塔、再生塔、压缩机和制冷机在内的重要组件的优化解决方案。此外，防止排放的工业废水被再利用进制浆过程，确保了SO2的脱除效率并减少了废水排放。

运行优化与性能考核

通过不断优化装置的运行参数（如吸收剂循环流量、再生温度及烟气量等），重点考察了捕集效率、碳捕集量、蒸汽用量和电耗等关键指标随运行参数变化的情况。优化结果显示，合理的吸收剂循环流量应控制在3,400至3,700kg/h，入塔烟温建议在38至40℃，以提升捕集效率和减少能耗。

性能测试与成本分析

在调试运行成熟后，通过第三方机构进行了性能试验证明了装置能够达到前述优化结果。性能试验数据表明，即使在待优化条件下，装置的各项性能指标仍然明显优于设计值，尤其是捕集效率和电耗量方面更为突出。

运行成本与展望

根据年捕集二氧化碳的目标量，考虑性能优化和规模效益，产能成本评估为每吨379元，整体成本中电源和电能消耗占比最高，达到35.23%和24.48%，需进一步策略性优化。