基于分级气化的燃烧前CO₂捕集发电系统及性能分析

来源：动力工程学报杂志2024年第8期北京时间：

作者：李济超, 韩巍, 马文静, 叶旖茵, 金红光,

摘要：为实现煤炭高效低碳化发电,提出了一种基于分级气化和化学回热的燃烧前CO2捕集发电系统。该系统将煤气化过程解耦为600 ℃的热解过程和1 400 ℃的气化过程,利用燃气轮机的排烟余热来驱动热解过程,此外利用合成气的显热驱动热解气重整。将新系统与参比系统进行热力学性能比较,分析了不同关键参数对新系统性能的影响。结果表明:在90%碳捕集率下,新系统的净发电效率、效率和度电CO2排放量分别为39.97%、38.94%和85.27 g/(kW·h),相较于参考系统,分别提高了2.33个百分点、2.34个百分点和降低了5.27 g/(kW·h);新系统性能提升的主要原因在于其气化过程的不可逆损失大幅减少,为参比系统的62.13%;当气化温度为1 200 ℃、水碳比为1.4、碳捕集率为80%时,系统净发电效率最高,可达41.3%;随着碳捕集率的增加,净发电效率及度电CO2排放量均降低,其中度电CO2排放量最低可达51.1 g/(kW·h)。

关键词：二氧化碳捕集,煤气化,效率,净发电效率,化学回热,