煤液化残渣萃余物发电系统的集成与评价

摘要

煤液化残渣萃余物是一种高碳、高灰、高硫且成分复杂的固体混合物,主要含未转化的煤、无机矿物质以及煤液化催化剂,具有氢碳比高、热值高、利用价值高等特性,对其进行有效利用不仅可以提高煤液化过程的热效率和经济性,而且也能减少污染物的排放。通过Aspen Plus建立了煤液化残渣萃余物气化联合循环发电系统、燃烧发电系统和热解燃烧发电系统模型,并进行了能效、环境影响和经济性评价。研究结果发现煤液化残渣萃余物气化联合循环发电系统的能效为47.5%,优于煤液化残渣萃余物直接燃烧发电系统(43%)和热解燃烧发电系统(45.3%);煤液化残渣萃余物气化联合循环发电系统对环境影响潜值最小,煤液化残渣萃余物直接燃烧发电系统和煤液化残渣萃余物热解燃烧发电系统对环境影响潜值均较大;煤液化残渣萃余物气化联合循环发电系统的单位发电成本为0.44 CNY/kWh,低于煤液化残渣萃余物燃烧发电系统(0.48 CNY/kWh)和热解燃烧发电系统(0.69 CNY/kWh).因此,煤液化残渣萃余物气化联合循环发电系统较另外两种利用途径优势显著,对煤液化残渣萃余物的回收利用可优先考虑煤液化残渣萃余物气化联合循环发电。