基于aspen_plus的煤氣化鏈式燃燒整體聯(lián)合循環(huán)模擬研究碩士論文

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1、華中科技大學碩士學位論文基于Aspenplus的煤氣化鏈式燃燒整體聯(lián)合循環(huán)模擬研究姓名：張倩申請學位級別：碩士專業(yè)：熱能工程指導教師：柳朝暉2011-01-08華中科技大學碩士學位論文摘要人類活動產(chǎn)生溫室氣體CO2的最大來源是煤、石油和天然氣等化石燃料燃燒，所以研究這些化石燃料的充分利用和CO2零排放對能源和環(huán)境都有著非常重要的意義。本文以水煤漿為燃料，NiO/NiAl2O4為氧載體，基于Aspenplus軟件對新型煤氣化鏈式燃燒聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)進行研究，實現(xiàn)燃煤發(fā)電的高效近零排放。針對以水煤漿為燃料，氧載體為NiO/NiAl2O4，基于Aspenplus軟件對新型煤

2、氣化鏈式燃燒聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)按照模塊化分析方法對其中的增壓氣流床水煤漿氣化爐、CLC(化學鏈燃燒)、GT(燃氣輪機)、HRST(余熱鍋爐)汽水循環(huán)分別建模研究。分別討論選取氣化部分主要參數(shù)----氣化壓力和溫度及水煤比，CLC部分主要參數(shù)----燃料反應器溫度、最小載氧體的質(zhì)量，由此得出各部分優(yōu)化的運行條件和參數(shù)。將上述煤氣化、鏈式燃燒和聯(lián)合循環(huán)三部分耦合后，實現(xiàn)了對該系統(tǒng)的整體模擬。討論分析了空氣反應器溫度、補燃溫度、冷卻空氣率等關鍵參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響規(guī)律。伴隨AR溫度TAR的上升，系統(tǒng)效率下降(約0.76個百分點)，補燃率下降，煙氣中CO2的捕集率上升，CO2的

3、排放量減?。s80g/kWh）。伴隨補燃溫度的上升，系統(tǒng)凈效率上升，補燃率上升，CO2捕集率降低。伴隨冷卻空氣量的增大，系統(tǒng)的效率呈降低的勢頭，CO2排放量略有降低，大約1.7%。在各部分優(yōu)化的運行工況下，得到系統(tǒng)主要的性能技術指標。結果表明得系統(tǒng)凈效率達到39.9%LHV，CO2捕集率為93.2%，CO2排放量為132.7g/kWh。與氧載體為Fe2O3/MgAl2O4時的系統(tǒng)、超超臨界系統(tǒng)、IGCC系統(tǒng)相應參數(shù)進行對比，化學鏈燃燒聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)在CO2捕集方面有著巨大的優(yōu)越性，效率也較高。關鍵詞：煤氣化化學鏈燃燒聯(lián)合循環(huán)AspenplusI華中科技大學碩士學位論

4、文AbstractAsCO2isthemaininfluencefactorofthemostwhichcausesthegreenhouseeffect,thereductionofitsemissionshasbecomearesearchtopicconnectedwithsustainabledevelopmentofenergyandenvironmentinfuture.fossilfuels(coal、oil、naturalgasandetc)combustionisthemostresourceofcarbonoxideproducedbyhuma

5、nactivities.Coalslurryisgasificatedinthepressurizedentrained-bedgasifierbyabsorbingheatoffewcoalcombustion,thesyngasoutofgasifierserveasfuelinFR.High-pressureairoutofaircompressorreactwiththereductionofoxygencarriersinAR,outofwhichhightemperatureandpressureoxygen-dilutedairdoworkingas

6、turbine.afterthat,steamisproducedinHRSGbyfulluseofthegasheat,andthesteamdoworkinsteamturbine.Thecoalgasification-chemicalloopingcombustioncombinedcyclesystemusescoalslurryasfuel,andNiO/NiAl2O4asoxygencarrier.Inwhichgasificationfurnace,CLC-GTandHRSTaremodeledandresearchedonAspenplus.Th

7、elawofARtemperature,afterburningtemperatureandcoldairrateimpactingonnetsystemperformanceisanalyzed.Underthebestoperatingconditions,Performanceindicatorsareobtained.Theresultsshowthatnetefficiencyofsystemcanachieveabout39.9%，capturerateofCO2is93.2%,CO2emissionsis132.7g/kwh.Comparingitw

8、ithth