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燃烧前CO2捕集技术在IGCC发电中的应用探析
摘要：在社会发展进程中，各行业及人们日常生活对电力资源需求量不断增加， 致使电力燃煤发电所排放的二氧化碳量持续攀升。而二氧化碳的过量排放，对全 球生态环境造成了较大的不利影响。因此，文章以I未来最有广阔的发 展前景。
二、 燃烧前CO2捕集技术在IGCC发电中的应用措施
1、 系统组成
基于IGCC电站发电的燃烧前CO2捕集系统主要包括气化炉、变换炉、增湿 器、水分离器、冷却装置、MDEA脱酸气单元、燃气轮机、湿化氧化回收单元等 几个模块。
2、 应用流程
燃烧前CO2捕集技术在IGCC发电系统中应用流程主要包括水-气变换反应、 MDEA脱酸气流程、湿法氧化硫回收、CO2压缩液化及纯化等几个环节［2］。
首先，在水-气变换反应过程中，需要将一氧化碳转化为二氧化碳，并促使一 氧化碳携带化学能转移至氢气中。整体反应过程可以选择脱硫后清洁变换、脱硫 前粗变换两种方式。基于当前耐硫催化剂的成熟应用，为了提高系统效率、降低 投资成本，可以选择脱硫前粗变换工艺。即将脱硫前粗变换与脱碳技术共同进行。 即采用四段耐硫催化变换方式，首先利用中压蒸汽加湿，促使来自气化炉合成气 与二段变换炉产生高温发生换热反应。在温度上升后，利用增湿器补水喷雾增湿 吸收前期反应放出的热能。随后陆续通过二段、三段、四段变换炉及二段、三段、 四段喷雾增湿。最后，将变换炉内产生的反应气进行冷却处理，并利用水分离器， 在回收凝结水的同时将变换气通过MDEA脱酸气模块。
其次，在MDEA脱酸气单元运行过程中，考虑到MDEA为弱碱性吸收溶剂， 不仅具有良好的酸气、二氧化碳气体及硫化氢吸收能力，而且可以通过减压闪蒸 的方式，实现溶剂再生，能耗较低。因此，借鉴MDEA在天然气脱硫、其他化工 领域应用经验，可以采用贫液与半贫液分段吸收工艺、常压解吸塔及汽提再生工 艺，依次除去CO2、H2S。随后通过冷却分液的方式粗分离H2。
再次，在湿法氧化硫回收模块运行过程中，针对从MDEA脱酸气环节吸收的 硫化氢、二氧化碳混合气，可以利用两个交替运行的吸附塔。在其中一个吸附塔 中进行硫化氢吸附操作，在另外一个吸附塔中通入氮气，加热、反吹后促使硫化 氢再生。随后将吸附塔中出来的二氧化碳传送至压缩液化过程。
最后，在CO2压缩液化及纯化环节，脱硫后的粗二氧化碳气体需要通过三级 压缩。，利用循环水冷却的方式，首先将粗二氧化碳气 体通过一个精脱硫槽，逐步降低总硫含量。随后在循环水冷却、氨气冷却的基础 上，将精脱硫二氧化碳气体通过分液器，排出少量冷凝水。在冷凝水分离完毕后， 将二氧化碳气体排出分子筛干燥器，*10-6~*10-6左右。 在这个基础上，将含水量一定的二氧化碳气体输送至二氧化碳纯化塔底部塔反应 釜盘管，升高二氧化碳纯化塔底部温度，促使部分二氧化碳气化。同时将气化后 二氧化碳气体与原有二氧化碳气体混合，同时输送至二氧化碳液化器，在- 环境内进行氨冷却液化。在二氧化碳气体被液化后，经过纯化塔，除去N2，获得 纯净的液体。
三、燃烧前CO2捕集技术在IGCC发电中的应用效益分析
1、 基于IGCC电站发电系统的燃烧前CO2捕集技术应用成本
以燃烧后CO2捕集技术为参照，通过对基于