二氧化碳捕集技术及其在火力电厂的工程应用

前言：随着气候变化问题日益突出，世界各国只有采取有效的措施大幅度减少温室气体尤其是CO2的排放，国际范围控制气候变化的目标才能实现。CCS（carbon capture and storage）碳捕集与封存技术作为温室气体减排技术之一,近年来取得了显著的进展。中国在CCS的基础上，延伸出CCUS技术（即Carbon Capture Utilization and Storage，碳捕集、利用与封存技术）。CCUS技术与CCS技术相比较而言，增加了CO2的利用环节，而不是简单地封存。该技术可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。本书主要侧重碳捕集过程与燃煤电厂耦合，几乎不涉及后续的利用与封存，所以本书中关于CCS与CCUS均保留原作者的说法。同时，就碳捕集部分而言，二者并无区别，目前，国际上两种说法均在采用。为了更好地让广大读者了解CCUS技术及其在火力发电机组中的耦合特性，笔者根据多年来在二氧化碳捕集技术与火力发电机组结合方面的研究，将相关研究按照算例形式穿插在各章之中，希望读者可以通过算例对内容有更具体的认识。在写作的过程中，笔者力求兼顾众多读者的需要，使本书既可作为了解CCUS技术的科普读物，也可作为从事CCUS相关工作的项目管理人员、项目开发商、咨询公司以及相关领域的教学研究人员的参考书。全书共分7章。第1章首先介绍了全球温室气体的排放情况及其影响；其次介绍了减排温室气体的主要方法；最后阐明了CCUS的基本概念和发展历程，介绍了其代表项目，使读者对CCUS技术有初步的概况性认识。第2章按照二氧化碳的不同捕集方式和不同捕集位置从两方面对CCUS技术进行了详细的分类介绍，使读者对CCUS技术有进一步了解。第3章针对基于MEA的CO2捕集技术从捕集流程、技术进展、技术性和经济性评价指标等方面进行了详细介绍，让读者了解目前最为广泛应用的化学吸收法的优缺点及其进展。第4章针对基于NH3的CO2捕集技术从捕集流程、技术进展、技术性评价指标等方面进行了详细介绍，让读者了解不同吸收剂对CO2捕集技术的不同影响。第5章对CO2捕集技术与燃煤电厂耦合作了详细论述，通过介绍燃煤机组现状，基于MEA和NH3吸收剂的CO2捕集与燃煤电厂耦合带来的不同影响、技术性和经济性指标、实际应用案例等让读者对目前CO2捕集技术与燃煤电厂耦合有初步的认识与了解。第6章则从与第5章相同的角度介绍了CO2捕集技术与燃气蒸汽联合循环机组耦合的情况，使读者对于燃气蒸汽联合循环这一方面有初步的认识与了解，也让读者认识了CCUS技术与不同机组耦合的不同影响。第7章介绍了可再生能源引入对碳捕集系统的影响，为CCUS技术的发展提供更多新的可能性，同时对CCUS技术作出前景展望，促进CO2捕集技术的大规模商业化应用。本书在写作过程中，相关资料和信息得到了于海等专家的帮助，在此表示衷心的感谢。同时也感谢刘洪涛、冯凌杰、傅佳欣、王玉龙、吴昊等的文献收集整理工作。CCUS技术是涉及多学科、综合性很强的新兴领域，由于笔者专业和水平有限，不妥之处恳请各位专家、学者批评指正。希望通过本书，使广大读者充分认识到应对气候变化的问题，为全球性环境事业的发展做出贡献。著者

本书从理论研究和工程应用出发，全面系统地介绍了二氧化碳捕集技术以及该技术在火力电厂的应用情况。全书内容共分为7章，主要从参数影响、溶剂改进和流程创新等方面介绍了基于MEA和NH3的二氧化碳捕集技术以及这两种捕集技术分别与燃煤机组和燃气蒸汽联合循环机组耦合的性能参数变化规律。本书内容丰富，重点突出，并配备了大量图表，便于读者更深入理解并掌握二氧化碳捕集技术及其在火力电厂的应用。同时，书中的重点内容还配备了模拟实例与案例分析，读者可将理论概念与案例分析相结合进一步学习理解。本书可供从事二氧化碳捕集技术研究和应用的人员使用，也可作为高等院校相关专业的参考教材。

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本书从基础和实用出发，全面系统介绍了二氧化碳捕集技术以及该技术在火力电厂的应用情况。全书内容主要从参数影响，溶剂改进和流程创新等方面介绍了基于MEA和NH3的二氧化碳捕集技术以及这两种捕集技术分别与燃煤机组和燃气蒸汽联合循环机组耦合的性能参数变化规律。