基于双相溶剂的吸收-压缩复叠热泵碳捕集系统集成与能耗特性研究

本文提出一种结合吸收-压缩复叠热泵（AHP-CHP）与双相溶剂的碳捕集新工艺，通过回收烟气余热和CO2压缩废热，显著降低再生能耗至1.77 GJ/tCO2，使660 MW电厂效率损失仅5.97%（CO2回收率92.48%），为燃煤电厂低碳转型提供关键技术支撑。

　　

Section snippets

CO₂ chemical absorption pilot facility

本研究基于浙江大学200 Nm³/h烟气CO₂化学吸收中试平台，通过该平台可获取回收率、再生热耗及电厂效率损失等数据，验证不同吸收剂（如混合胺、双相溶剂等）的实际性能，并对流动、传质及反应过程进行实验标定。

Methodology

本研究的气液比范围为344–917 m³/m³（对应贫溶剂流量0.8–0.3 m³/h），以避免因气液比过低导致的气液夹带甚至液泛，或过高气液比下无法实现高效碳捕集。再沸器蒸汽流量范围为40–80 kg/h，烟气流量固定为275 Nm³/h，以满足捕集要求。在后续计算中，CO₂质量流——

Test platform calibration conversion

鉴于单乙醇胺（MEA）的成熟度和广泛应用，以其为基准案例衡量新型吸收剂及CO₂捕集工艺是可行的。使用30 wt% MEA溶液的CO₂捕集基准能耗为3.8 GJ/tCO₂。在本中试平台上，实验测得能耗为4.5 GJ/tCO₂，该结果是在严格非优化条件（即无任何热集成或节能工艺）下获得。由于中试——

Conclusion

通过采用双相溶剂，在200 Nm³/h吸收捕集中试设施中研究了吸收-压缩复叠热泵与相分离设备的集成性能。热泵回收烟气余热和CO₂产品压缩热，输出中温热源用于产生蒸汽。通过对比有/无热泵辅助的实验条件，验证了热泵在降低再生能耗方面的性能——