摘要：为验证碳捕集、利用与封存（CCUS）技术在燃煤机组中的实际应用效果,在某电厂设计和建设了1套万吨级有机胺法碳捕集示范工程。通过技术比选,选定了有机胺吸收和压缩精制技术路线,并对工艺系统和主要设备选型进行了讨论。示范装置投运后,通过长时间运行试验,获得了吸收剂流量、烟气量、再生温度等因素对系统碳捕集效率、碳捕集量、蒸汽用量和电耗的影响规律,利用分析结果对碳捕集系统进行了运行优化,获得了最佳运行参数。结果表明,本装置在烟气流量6 000~7 000 m3/h,吸收剂循环流量3 400~3 700 kg/h,再生温度108.5~109.0 ℃时运行性能最好,其碳捕集效率可达90%,碳捕集量可达1.39 t/h,平均电耗为312 （kW·h）/t CO2,平均再生热耗为3.07 GJ/t CO2,能耗较传统30%单乙醇胺（MEA）吸收系统降低23%左右。最后探讨了碳捕集装置运行成本及其构成。研究结果可以为同类碳捕集装置的系统设计、设备选型及运行研究提供较为翔实的参考数据。
引用本文：
孙路长, 王争荣, 吴冲, 王凯亮, 张士明, 韩文荃. 燃煤电厂万吨级碳捕集工程设计与运行优化研究[J]. 华电技术, 2021, 43(6): 69-78.
SUN Luchang, WANG Zhengrong, WU Chong, WANG Kailiang, ZHANG Shiming, HAN Wenquan. Research on operation optimization of a 10 000 t/a carbon capture project for coal-fired power plants[J]. Huadian Technology, 2021, 43(6): 69-78.
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近年来,气候变化成为公众关注的焦点问题。联合国政府间气候变化专门委员会2018年发布《IPCC全球升温1.5 ℃特别报告》表明人类活动带来的温室气体大量排放已经造成了全球气温较工业革命之前上升约1 ℃,若不加控制全球平均气温将在2030 —2052年提高1.5 ℃,这将给全球生态系统带来不可逆的重大影响[1]。在温室气体中CO2占比高达60%,因此进行CO2减排是控制温室效应最有效的手段,碳捕集、利用与封存（CCUS）技术是实现CO2减排的主要途径。CO2主要来自化石燃料的燃烧,当前全球85%的能源需要由化石燃料提供[2]。我国随着工业化进展的加快,已经超越美国成为全球碳排放第一大国。2019年全球碳排放401亿t,我国碳排放量超过100亿t,中电联《中国煤电清洁发展报告》（2016）指出我国电力行业碳排放占全国能源消耗产生碳排放总量的40%左右,全国单位火电碳排放强度约为822 g/（kW·h）[3]。2020年9月在第75届联合国大会一般性辩论上,我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。“双碳”目标的提出对电力行业碳减排提出了更高的要求,这将导致我国能源结构的大幅调整。目前煤炭约占我国能源消费的58%,研究表明到2050年化石能源占比将下降至10%~15%,CCUS将是目前实现该部分化石能源净零排放的唯一技术选择,是碳中和目标下保持电力系统灵活性的主要手段[4,5]。
