论文推荐｜南京理工大学吴烨副教授：集成供冷的燃煤电厂碳捕集、封存系统优化分析

集成供冷的燃煤电厂碳捕集、 封存系统优化分析

陈  扬 ¹ ，吴  烨 ¹ ，刘  兴 ² ，刘  冬 ¹

1.南京理工大学   能源与动力工程 学院

2.江苏鲸能零碳科技有限公司

研究背景

利用碳捕集、封存系统（CCS）减排燃煤电厂CO ₂ 是碳中和必经之路，而从CCUS整个碳生命周期看，压缩、封存所占能耗巨大，使CCUS技术成本大幅提高，限制该技术的应用和推广。

目前针对燃煤电厂耦合燃烧后碳捕集技术的集成优化研究主要集中在捕集阶段优化，以降低碳捕集技术的综合能耗 ， 而在集成优化中将压缩封存阶段考虑在内的研究还鲜有报道， 亟需 深入研究 。

研究内容

以300 MW亚临界燃煤电厂为研究对象，借助流程模拟软件Aspen Plus，提出了一种新型的燃煤电厂碳捕集、封存耦合供冷的集成系统，利用凝结水循环进行深度耦合，达到回收CO ₂ 压缩封存过程中冷量的目的， 对比了系统集成优化前后的综合能源利用率、单位耗电量的热力性能指标和运行成本的技术经济性指标 。

研究结论

1）在基于碱金属基干法碳捕集、封存系统进一步耦合供冷机组，利用凝结水循环进行深度耦合， 达到 了 回收 CO ₂ 压缩封存过程中冷量的目的 。

2）热力性能分析方面，在完全回收CO2吸附床释放余热的情况下，新型燃煤电厂碳捕集、封存耦合供冷系统发电效率与常规燃煤电厂碳捕集、封存系统相近，总能源利用效率提高0.09%， 加压封存阶段的单位耗电量降至 247.54 kwh/t (以 CO ₂ 计 )，降低 2.3% 。

3）技术经济性分析方面，由于压缩封存过程能耗的大幅降低和CO ₂ 封存方式的改进，新型燃煤电厂碳捕集、封存耦合供冷的系统的运行成本 比常规电厂脱碳集成系统降低 33.77% 。

吴烨，南京理工大学能源与动力工程学院副教授，南京理工大学能源动力类教学中心副主任。长期从事氨的绿色合成与清洁利用、CO ₂ 捕集与利用等方面研究工作。发表SCI收录论文43篇申报国家发明专利15项（其中授权4项，公开8项）。主持/参与国家自然科学基金、国家重点研发计划项目，江苏省“碳中和”专项课题等省部级以上项目5项。申请人入选江苏省“六大人才高峰”计划，江苏省优秀硕士学位论文指导教师，荣获教育部自然科学奖二等奖1项（排名第3），江苏省工程热物理学会科学技术奖二等奖（1/2）。兼任江苏省工程热物理学会理事兼副秘书长，中国电力环资专委会成员。