基于燃煤电厂CO2捕集与资源化利用的新型电-热-化多联产系统
张佳豪1
韩朝翰1
吴影2
袁钰阳3
段元强4
马吉亮4
陈晓平4
1.淮阴工学院自动化学院,江苏淮安 2230032.淮阴工学院自动化学院,江苏淮安 223003;东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,江苏南京 2100963.淮阴工学院自动化学院,江苏淮安 223003;南京工业大学环境科学与工程学院,江苏南京 2118164.东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,江苏南京 210096
摘要：燃煤电厂CO2捕集与资源化利用对实现"双碳"目标意义重大.为降低燃煤电厂CO2捕集与资源化利用过程的能耗与经济成本,提出一种基于燃煤电厂CO2捕集与资源化利用的新型电-热-化多联产系统.以燃煤电厂富氧燃烧系统、可再生能源水电解制氢系统及CO2加氢制甲醇系统为研究对象,采用模拟计算方法开展了新型电-热-化多联产系统的集成优化研究,并分析其热经济性能.在物料传递方面,燃煤电厂富氧燃烧捕集的CO2和可再生能源水电解产生的H2用作CO2加氢制甲醇;水电解产生的副产物O2用于燃煤电厂的富氧燃烧.在能量集成方面,燃煤电厂为CO2加氢过程中提供电力和热量,CO2加氢过程的余热被回收到燃煤电厂和供热系统,获取额外的发电和供热.热力学分析结果显示,近80％燃煤电厂富氧燃烧捕集的CO2可用于生产甲醇,所提新型系统的物料匹配良好.基于毛发电量600 MW燃煤电厂的集成优化,所提方案的净发电量、供热和甲醇产量分别达到449.06 MW、217.17MW和201.70 t/h,实现了电-热-化的多联产过程.经济性分析结果显示,由于供热系统带来了额外的经济收益,所提方案的发电成本降至63.26美元/MWh,低于常规燃煤电厂CO2捕集耦合系统的发电成本;同时,由于所提方案中CO2加氢制甲醇系统节省了 CO2原料成本和燃料动力成本,甲醇成本降至696.71美元/t,其中,可再生能源水电解制取的H2价格对甲醇成本具有决定性影响,降低H2价格对新型电-热-化多联产方案走向工程化应用至关重要.
关键词：燃煤电厂CO2捕集及资源化利用富氧燃烧CO2捕集可再生能源水电解绿色制甲醇热经济性分析
分类号：X773(动力工业污染、废物处理与综合利用)TK11(热能、热力工程)
资助基金：江苏省农业科技自主创新资金资助项目(CX(24)3118)国家重点研发计划(2022YFE0206600)淮安市级基础研究计划(联合专项)资助项目(HABL2023011)淮上英才计划驻淮高校优秀博士资助项目(Z302J24203)
论文发表日期：2025-04-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 181-192 )
英文信息