基于热泵技术的化学吸收法二氧化碳捕集系统

摘要

为了减小二氧化碳捕集过程的能耗,研究了一种采用化学吸收法的新型供热技术.首先建立了以乙醇胺(MEA)为吸收剂的化学吸收法捕集二氧化碳的解吸能耗数学模型,通过Matlab编程计算得到工程中解吸能耗变化趋势和最小的解吸能耗.其次,将热泵技术与化学吸收法相结合,通过高温热泵提供解吸热能,同时综合利用废热.利用ASPEN PLUS模拟了两级正丁烷(R600)热泵供热流程、超临界CO_2(R744)循环热泵供热流程的性能,发现应用热泵技术能显著降低流程的能耗,各项性能与流程最小能耗理论极限值非常接近.超临界CO_2循环热泵供热流程性能最优,流程的耗功量只有普通流程能耗的36.9%,同时所需的冷却能也只有普通流程的34.4%.通过建立热力学和经济学模型分析表明,应用超临界CO_2热泵后CO_2减排成本为328.2￥·(t CO_2)~(-1)、电价为0.748￥·(kW·h)~(-1);电厂减排后效率为31.1%,相比采用普通加热解吸流程增加了7.7%.