[發明專利]用于二氧化碳捕集的性能評價方法及裝置

在審

• 申請號: 202111372731.5
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114049918A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 高林;王朝威;何松;鄭雅文;李勝
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王文思

本公開提供一種用于二氧化碳捕集的性能評價方法及裝置，方法包括：采用燃煤電廠作為目標系統單產電的第一參比系統，采用燃燒后捕集電廠作為目標系統單產二氧化碳的第二參比系統；其中，將目標系統的電力輸出與二氧化碳輸出均作為目標系統的產品輸出；確定目標系統的邊界條件、設備參數以及第一參比系統、第二參比系統的設備參數；基于邊界條件和設備參數，建立目標系統與第一參比系統及第二參比系統的模擬?計算模型，以計算目標系統、第一參比系統、第二參比系統的熱力學特性；根據熱力學特性計算目標系統的折合二氧化碳捕集能耗、折合發電效率以及相對節能效率，作為目標系統的性能評價指標。

技術領域

本公開涉及二氧化碳捕集技術領域，尤其涉及一種用于二氧化碳捕集的性能評價方法及裝置。

背景技術

碳捕集與封存(Carbon Capture and Storage，簡稱CCS)作為實現高碳燃料低碳利用的唯一途徑，已被公認為緩解氣候變化的重要技術手段。在CCS各環節中，CO₂捕集的能源消耗和成本最高，占CCS總能源消耗和成本的70％以上，導致燃煤電廠效率下降6～14個百分點，這無疑是阻礙CCS發展與部署的關鍵障礙。因此，開發低能耗捕集技術是CO₂捕集領域的關鍵任務，而正確評價捕集系統性能是構建低能耗捕集技術的前提。

然而，目前的評價指標在評價CCS某些特殊技術路線的性能方面存在局限性，如化學鏈燃燒、富氧燃燒等，在不考慮CO₂捕集的情況下，難以找到其相應的不帶CO₂捕集的參比系統。因此，對于這些CO₂捕集技術路線，在無法準確獲得具體的CO₂捕集能耗的情況下，現有的系統性能評價指標，如CO₂捕集能耗、系統效率懲罰以及額外的燃料消耗是無法得到的，這為CO₂捕集系統的評價工作帶來了一定的困難。

公開內容

基于此，本公開一方面提供一種用于二氧化碳捕集的性能評價方法，包括：采用燃煤電廠作為目標系統單產電的第一參比系統，采用燃燒后捕集電廠作為所述目標系統單產二氧化碳的第二參比系統；其中，將所述目標系統的電力輸出與二氧化碳輸出均作為所述目標系統的產品輸出；確定所述目標系統的邊界條件、設備參數以及所述第一參比系統、所述第二參比系統的設備參數；基于所述邊界條件和設備參數，建立所述目標系統與所述第一參比系統及所述第二參比系統的模擬-計算模型，以計算所述目標系統、所述第一參比系統、所述第二參比系統的熱力學特性；根據所述熱力學特性計算所述目標系統的折合二氧化碳捕集能耗、折合發電效率以及相對節能效率，作為所述目標系統的性能評價指標；其中，所述折合二氧化碳捕集能耗表示在相同的發電量下，所述目標系統相對于所述第一參比系統因捕集單位二氧化碳多消耗的燃料量；所述折合發電效率表示在所述目標系統與所述第二參比系統具有相同二氧化碳捕集能耗的情況下，所述目標系統的發電效率；所述相對節能效率表示在相同發電量的情況下，所述目標系統相對于所述第一參比系統的燃料節約比，在相同二氧化碳捕集量的情況下，所述目標系統相對于所述第二參比系統的燃料節約比。

可選地，所述建立所述目標系統與所述第一參比系統及所述第二參比系統的模擬-計算模型，以計算所述目標系統、所述第一參比系統、所述第二參比系統的熱力學特性包括：建立所述目標系統與所述第一參比系統的模擬-計算模型，以計算所述目標系統、所述第一參比系統在設計工況下的熱力學特性；建立所述目標系統與所述第二參比系統的模擬-計算模型，以計算所述目標系統、所述第二參比系統在設計工況下的熱力學特性。

可選地，其中，所述根據所述熱力學特性計算所述目標系統的折合二氧化碳捕集能耗包括：根據